محنة اثبات الترافق بين الجسيم والموجة لدى دي برولي ..

الرئيسة / مقالات علمية

فؤاد زهير رزوقي

عدد المقالات : 20

أذا كان الضوء تنتابه الازدواجية في سلوكه فلمَ لم يكن الجسيم كذلك ؟ على مايبدو لي هذا ماطرحه دي برولي على نفسه قبل ان يبهر العلم والعلماء بالموجات المادية المرافقة للجسيمات . في مطلع القرن المنصرم مرت الفيزياء بتحولات جوهرية ادت بها بنقلة من المحسوس الى المجرد وحدثت تعديلات شبه جذرية للفيزياء النيوتنية , من بين هذه التحولات الجذرية هي (موجات دي برولي) . في عام 1924 حدثت طفرة علمية على يد طالب الدكتوراه الفرنسي لويس دي برولي حيث أقرَّ ان الجسيم المتحرك ترافقه موجة!! واطلق على هذه الموجات بـ (الموجات المادية).
تخيلوا معي ان للجسيمات موجات مرافقة لحركته وهذه الموجات تتناسب مع كتلة الجسيم المتحرك وسرعته او بعباره اخص مع زخمه او كمية حركته كما يسميها نيوتن , حيث يتناسب طول هذه الموجة عكسياً مع كتلة الجسيم فكلما ازدادت الكتلة قل الطول الموجي للموجة المرافقة لتلك الكتلة وكلما قلت الكتلة قصر الطول الموجي! من هنا تم استثمار هذه الموجات في ميكانيك الكم حيث ان ميكانيك الكم يُعنى بشكل اكبر بالجسيمات الدقيقة امثال الالكترون والبروتون وغيرها من الجسيمات ذات الكتل الصغيرة والتي من الممكن ان نستدل على خصائصها من خلال الموجات المرافقة لها بتسخير موجات دي برولي.
ما اود ان ابينه هنا هو الصراع الذي خاضه دي برولي لاثبات ان هنالك بالفعل موجة مرافقة لحركة الجسيم . قبل ان ابدأ في هذا الشرح المتواضع اود ان الفت تركيزكم الى كلمه مهمة الا وهي ( مرافقة ) نعم مرافقة انا برايي ان اهم كلمة في هذا الافتراض هي كلمة (مرافقة) . ان دي برولي وبسبب هذه الكلمة اجرى تعديلات على موجات كادت ان تنهي مسيرته العلمية بسبب فشله. ان دي برولي ادعى ادعاء رائعا ومنطقيا جداً يقول (ان الجسيم المتحرك تصاحبه او ترافقه موجات).
على دي برولي الان ان يدعم ادعائه رياضيا لاثبات ان هنالك بالفعل موجات ترافق حركة الجسيم , دي برولي الان امام مشكلة اثبات الموجة وحتى يخرج بنتيجة اثباته الرياضي يجب عليه ان يحدد ما شكل هذه الموجة؟ وهو بالفعل مرّ بهذه الازمة وهي ازمة اثبات شكل الموجة , ماهو شكل الموجة؟ من منطلق هذا السؤال برأيي انطلقت الشراره الاولى لاثباته الرياضي.
∗افترض دي برولي ان شكل الموجة هي موجة مستوية منفردة جيبيه وقال ان الموجة المرافقة لحركة الجسيم هي موجية متذبذبة حالها حال اي موجة اخرى . ذهب دي برولي في تفاصيلها الرياضية ولكي يثبت انها فعلا موجات مرافقة يجب عليه ان يجد سرعة الطور لهذه الموجة اي يجد سرعة الموجة نفسها هنا وقعت الكارثة!!!! وجد ان سرعة طور هذه الموجة اكبر من سرعة الجسيم اي ان الموجة تسبق الجسيم والجسيم يركض بعد الموجة اين الترافق اذن ؟؟!! والكارثة الاعظم ان سرعة الطور لهذه الموجة ليست فقط اكبر من سرعة الجسيم بل حتى اكبر من سرعة الضوء ودي برولي لاينكر انه امام حقيقة لايمكن انكارها اسس لنتيجتها البرت اينشتاين بانه لايوجد اي شئ اكبر من سرعة الضوء , وايضاً وجد على الرغم من ان الموجة التي افترضها هي محددة الطول الموجي وايضاً تحدد الزخم لكن لايمكن تحديد موقع الجسيم بالنسبه لها اي لايمكن تحديد اين يقع الجسيم بالنسبة لهذه الموجة وبالتالي الجسيم الذي لايمكن تحديد موقعه فاقد للخصائص الفيزيائية التي يمكن تحديدها فيما لو كان محدد الموقع . اذن هذه الموجة غير مؤهله لدعم الافتراض الذي يعتقد دي برولي انه صائب لذا فهي موجة فاشلة لم تدعم الفرضية. من هنا بدا دي برولي بالتفكير بموجة اخرى فوضع الافتراض التالي:-
∗ دي برولي هنا تنازل عن الموجة الاولى المستوية الجيبية وقال ان هذه الموجة ليست هي الموجة المقصودة بالنظر لنتائجها الفاشلة التي لم تحقق المصبوّ اليه وقال ( ان الجسيم الذي يتحرك لاترافقه موجة واحدة بل ترافقه مجموعة موجات هذه الموجات متقاربة بالاطوال الموجية وعندما تنتج عن الجسيم المتحرك يحدث فيما بينها تداخلات بنائة وهدامة وبالتالي ينتج من هذه التداخلات جميعاً موجة واحدةتمثل صافي التداخلات البنائة والهدامة حيث وضع هذه الموجة الناتجة من التداخلات في غلاف موجي وهذا الغلاف يمثل موجة تحتوي الموجة الناتجة من عمليات التراكب يسمى الغلاف بــ(موجة المجموعة) لان ضم الموجة الناتجة من تراكب مجموعة الموجات , الآن صار لدينا موجة مجموعة (غلاف) بداخلها موجة ويفترض ان تكون الموجة التي بداخل الغلاف ان لاتكون اسرع من موجة المجموعة (الغلاف) وايضاً بديهياً يجب ان لاتكون اكبر من سرعة الضوء . وايضاً ذهب دي برولي لاثبات تفصيلاتها الرياضية ليرى هل تتوافق النتائج المستحصلة من هذه الموجات مع افتراضه الاصلي , حصل دي برولي على ان سرعة المجموعة تساوي سرعة الجسيم وهذا منطقي وشئ ممتاز ويعني ان الموجات مرافقة للجسيم ويحقق شرط التوافق . اذن موجة المجموعة هي التي تمثل الموجة المرافق لحركة الجسيم وذلك لانهما نفس السرعة , وبما ان سرعة الموجة الموجودة داخل الغلاف يجب ان تكون اقل من سرعة المجموعة فوجد ان سرعتها اقل من سرعة المجموعة بنصف .
من هنا اثبت دي برولي ان الجسيم ترافقه موجات ووفق الافتراض الثاني .
خلاصة المقال:-
1- ان الموجات المستوية المنفردة فشلت في الاثبات لانها لم تثبت ترافق سرعة الجسيم والموجة معا بل اثبتت شئ خطير هو ان سرعتها اكبر من الضوء وايضا لم تحدد موقع الجسيم من هنا اقر فشلها.
2- ان الجسيم ترافقه مجموعة موجات ويحدث تراكب بين هذه الموجات لتنتج موجة واحدة وضع دي برولي هذه الموجة الناتجة في غلاف اسماه موجة المجموعة لانها غلفت الموجة الناتجة من تراكب الموجات ووجد من خلال اثباتاته ان سرعة موجة المجموعه (الغلاف) هي نفسها سرعة الجسيم وهذا مانبحث عنه لان هذا التساوي يدعم الترافق بين الجسيم والموجة
3- ان سرعة المجموعة (الغلاف) يجب ان تكون اكبر من سرعة الموجة التي في داخلها وبما ان سرعة المجموعة تساوي سرعة الجسيم اذن يجب ان تكون سرعة الجسيم اكبر من سرعة الطور ومن خلال الاثباتات الرياضية وُجِد ان سرعة الطور تساوي نصف سرعة الجسيم.

اعضاء معجبون بهذا

جاري التحميل

ثقافية

قراءة في كتاب مراقد الائمة المعصومين في العراق

بقلم // مجاهد منعثر منشد هذا الكتاب الموسوم (كتاب مراقد الائمة المعصومين في العراق كما وصفها الرحالة والمسؤولين الأجانب) تأليف أ.د/ عماد جاسم حسن الموسوي أستاذ التاريخ المعاصر في كلية التربية للعلوم الإنسانية في جامعة ذي قار . قدمنا عن المؤلف الباحث سيرة موجزة في قراءتنا على كتابه (دراسات في تاريخ... المزيد

مجاهد منعثر الخفاجي

عدد المقالات : 367

حمورابي إرادة العدل والتوازن

في زمن بعيد، توجد قوانين قديمة شديدة الأهمية والتأثير، تحمل بين طياتها روح العدل والتوازن. قوانين حمورابي، التي أصدرها الملك حمورابي ملك بابل، تعتبر من بين أقدم النظم القانونية المعروفة في التاريخ الإنساني. أحد هذه القوانين، ينص على المبدأ العريق للعقاب الذي يتناسب مع الجرم، حيث يقول: "إذا ضرب رجل... المزيد

ياسين فؤاد الشريفي

عدد المقالات : 26

أثر المدد القانونية للتقادم الضريبي

يشترط لتقادم حق الدولة في استيفاء الضريبة سريان أو انقضاء أو اكتمال المدة المحددة بموجب القانون لهذا التقادم بأكملها دون أن تمارس الإدارة الضريبية دورها في فرض واستيفاء الضريبة ، إذ لا يتصور أن يبقى الحق في فرض الضريبة قائمـاً أبــد الدهر على الرغم من وجود الإهمال من جانب السلطة المختصة المتمثل بعدم... المزيد

علي الحسناوي

عدد المقالات : 126

السلم المتحرك للرواتب

هو طريقة لأعادة تقييم الرواتب آليا تبعا لتطور بعض المؤشرات الاقتصادية والغاية المبتغاة منه تأمين تطور مماثل لمداخيل الموظفين والمتقاعدين وكلف المعيشة والمحافظة على الراتب الفعلي .هذا ويتفق المختصون بلا شذوذ على ان هناك طرقا ثلاثة لأعاده تقييم الرواتب وهي (1) تعديل آلي عند كل تغيير يطرأ على المؤشر... المزيد

علي الحسناوي

عدد المقالات : 126

أدبية

أيامنا الحلوة (قصة قصيرة)

بقلمي: إبراهيم أمين مؤمن وغادر الطبيب بعد أن أخبر هدى بالحقيقة، وقد مثلت تلك الحقيقة صدمة كبيرة لها، وطفقت تفكر في مآل مَن حولها والصلة التي تربطها بهم. انهمرت الدموع من عينيها، هاتان العينان البريئتان الخضراوان اللتان ما نظرتا قط ما في أيادي غيرها من نعمة؛ بل كانتا تنظران فحسب إلى الأيادي الفارغة... المزيد

ابراهيم امين مؤمن

عدد المقالات : 39

فكرة مدرستنا : مقاربات الإصلاح الاجتماعي والمعرفي

أ.د. صادق المخزومي الشعر الانساني قلم وفم يتمحور بوحُه حراك الإنسان على وسادة الألم ومقاربة الأمل، ويفصح عن حقائق الحياة الخالدة وحكمها الرفيعة؛ يهدف هذا النوع من الشعر الى نشر معالم الأخلاق وأدبيات المجتمع، وإرساء الحكمة والمعرفة والقيم الدينية والاجتماعية؛ بهذه التمثلات في الانثروبولوجيا... المزيد

صادق المخزومي

عدد المقالات : 12

سألوني

يا أنتِ يا عِطرَ الغَوالي لا لستُ في قولي اُغالي إنْ قُلتُ أنّكِ شمعتي في نورها هَزمتْ ضَلالي أوْ قُلتُ أنّكِ نجمتي بشُعاعِها وَشَجتْ حِبالي أوْ قُلتُ أنّكِ كوثري يا كوثرَ الماءِ الزُلالِ أوْ قُلتُ أنّكِ بلسمــــي إنْ ساءَ في الازماتِ... المزيد

عطا يوسف المنصور

عدد المقالات : 54

أدب الأطفال الشعبي في النجف

أ.د. صادق المخزومي من فنون الأدب، وقد يشمل القصص والكتب والمجلات والقصائد المؤلفة بشكل خاص للأطفال، فالطفولة شريحة عمرية مهمة في المجتمع، وتكون حاجتها للأدب مثلما تحتاجه الشرائح العمرية الأخرى، ولعلها أكثر، لأن الأدب قد يسهم في التربية والتنمية الاجتماعية والثقافية، وينبغي أن يكون هذا النوع الأدبي... المزيد

صادق المخزومي

عدد المقالات : 12

علمية

المجال المغناطيسي الأرضي

هو ظاهرة طبيعية مثيرة للإعجاب تلعب دورًا هامًا في حماية كوكب الأرض وفهم علم الفيزياء. يتكون المجال المغناطيسي الأرضي من تأثير القوى المغناطيسية التي تنشأ في النواة الخارجية الملساء للأرض وتنتج حول الكوكب حقلًا مغناطيسيًا يعرف باسم "المجال... المزيد

جوائز مسابقة كنز المعرفة لشهر آذار 2024

استلام المتسابق : ( صفاء عماد كامل ) الفائز بالمرتبة الأولى لجائزته في مسابقة #كنز_المعرفة لشهر آذار / 2024 ألف مبارك للأخوة الفائزين، وحظاً أوفر للمشتركين في الأعداد القادمة.. يمكنكم الاشتراك في المسابقة من خلال الرابط : (http://almerja.com/knoze/) المزيد

التفقيس الصناعي للبيض

ما هو التفقيس الصناعي؟ هو عملية توفير الظروف البيئية المناسبة من حرارة ورطوبة وتقليب لبيض الدجاج المخصب داخل حاضنة لضمان فقسه وخروج الكتاكيت. مميزات التفقيس الصناعي: زيادة الإنتاجية: حيث تسمح بفقس كميات كبيرة من البيض في وقت واحد. التحكم في... المزيد