نظریه ی کوانتوم

نظریه ی کوانتوم

در پایان قرن نوزدهم میلادی، فیزیک تشکیل شده بود از مکانیک کلاسیک نیوتنی و نظریه الکترومغناطیس ماکسول ( Maxwell ). از مکانیک کلاسیک برای پیش بینی دینامیک اجسام مادی و بررسی اون و از نظریه الکترومغناطیس برای مطالعه \"تابش\" استفاده می شد. ماده و تابش بر حسب \"ذرات\" و \"امواج\" توصیف می شدند و رابطه و برهم کنش های بین موج و ذره با استفاده از نیروی لورنتز یا ترمودینامیک تشریح می شد.
در آن زمان فکر می کردن که با استفاده از این مکانیک نیوتنی، نظریه الکترومغناطیس ماکسول و ترمودینامیک تمام پدیده های فیزیک در جهان رو می تونن توضیح بدن.
اما در آغاز قرن بیستم، فیزیک کلاسیک در دو حوزه (یا به قول کتاب کوانتمم دو جبهه) با مشکل مواجه شد : :) :)
1- در حوزه نسبیتی : تئوری نسبیت اینشتین در ابتدای قرن بیستم(1905) نشان داد که مکانیک کلاسیک در سرعت های بسیار بالا (نزدیک به نور) حرفی برای گفتن نداره. :)
2- در حوزه میکروسکپی : با پیشرفت تکنولوژی و توانایی انسان در بررسی دنیای اتمی و زیر اتمی، معلوم شد که مکانیک کلاسیک نمی تونه چندین پدیده تازه کشف شده رو توضیح بده. پس لازم بود که مفهوم جدیدی بوجود بیاد که در دنیای میکروسکوپی کاربرد داشته باشه و مثلا بتونه ساختار اتم و ملکول و برهم کنش نور رو با اون ها توصیف کنه.
ناتوانی فیزیک کلاسیک در توصیف چندین پدیده میکروسکوپی مانند تابش جسم سیاه، اثر فتوالکتریک، پایداری اتم و طیف سنجی اتم باعث شد تا نیاز به نظریه های جدیدی خارج از محدوده فیزیک کلاسیک احساس بشه.
اولین قدم رو ماکس پلانک در سال 1900 با معرفی مفهوم کوانتم یا گسستگی انرژی برداشت. اون تنها زمانی تونست پدیده تابش جسم سیاه رو توصیف کنه که فرض کرد مبادله انرژی بین تابش و محیط با مقدارهای گسسته یا کوانتیزه انجام می شه. این ایده پلانک باعث کشف های جدیدی شد که نتیجه اون ارائه راه حل هایی برای برجسته ترین مسئله های اون زمان بود.
در سال 1905 اینشتین که می خواست اثر فتوالکتریک رو توضیح بده، فهمید که نظریه پلانک در مورد کوانتیزیشن امواج الکترومغتاطیسی، باید در مورد نور هم درست باشه. پس با استفاده از راه حل پلانک، فرض کرد که نور از تکه های گسسته انرژی که فوتون نامیده میشن تشکیل شده. اینشتین با استفاده از این فرض تونست توضیح قانع کننده ای در مورد اثر فتوالکتریک ارائه بده. :)
گام اصلی بعدی با ارائه مدل اتمی بور برداشته شد. (درباره اون یه جای دیگه کامل توضیح دادم که خودتون بخونید دیگه اینجا نمی نویسم.)