by 
Επειδή ο εχθρός του καλού είναι το καλύτερο ανεβάζω ξανά την παρουσίαση τη σχετική με το φως με κάποιες βελτιώσεις στον ήχο, ο οποίος είναι πλέον ξεχωριστό αρχείο στη κάθε διαφάνεια και με ένα εικονικό εργαστήριο από προσομοιώσεις του phet.
Το αρχείο σε μορφή zip
Γιάννη, στην κβαντομηχανική ο όρος σωματίδιο (με την κλασική έννοια) δεν στέκει. Όσο καλά κι αν είναι προσδιορισμένη η θέση του, αν η ορμή του δεν είναι προσδιορισμένη δεν είναι σωματίδιο. Μια κβαντική οντότητα βρίσκεται σε μια ευθεία της οποίας τα άκρα είναι: 1. Καλά προσδιορισμένη θέση, μη προσδιορισμένη ορμή, και 2. Καλά προσδιορισμένη ορμή, μη προσδιορισμένη θέση.
Το που θα βρίσκεται σ΄ αυτή την ευθεία έχει να κάνει, όχι με την οντότητα αυτή καθ΄ αυτή, αλλά με τον τρόπο που την παρατηρούμε.
Τα καταλαβαίνω αυτά. Τα κατάλαβα και χθες που τα είπες και όταν ήμουν στο 3ο έτος.
Όμως δεν με απασχολεί να κάνω υπολογισμούς ή όποιον χειρισμό τέτοιων προβλημάτων.
Κατανοώ το να μην ονομάζουμε "σωματίδιο" το φωτόνιο.
Τι είναι το μεγάλο μόριο με τα 60 άτομα άνθρακα;
Είναι άλλοτε κύμα και άλλοτε σωματίδιο;
ή
Είναι σωματίδιο αλλά η πιθανότητα να βρεθεί σε μια θέση μαθηματικά περιγράφεται από κυματική εξίσωση;
Ας επινοήσουμε ένα παίγνιο στο οποίο θα τοποθετείσαι σε μία από 20 καρέκλες, με κάποια πιθανότητα. Αν η πιθανότητα περιγράφεται από κυματική εξίσωση, εσύ κατέστης κύμα;
Καλημέρα Πάνο και καλημέρα συνάδελφοι. Ευχαριστώ πολύ για την τόσο ενδιαφέρουσα συζήτηση και τις πληροφορίες που δίνετε!
Καλημέρα.
Μια προσπάθεια όχι για το τι συμβαίνει αλλά για το τι μου αρέσει να συμβαίνει. Εξ άλλου η κβαντική θεωρία είναι αυτό ακριβώς, μια θεωρία που για όσο δεν απορρίπτεται δεν θα είμαστε ποτέ σίγουροι ότι είναι σωστή.
Ο κυματοσωματιδιακός δυισμός ως έκφραση είναι από τις πιο παραπλανητικές εκφράσεις στην ιστορία της φυσικής.
Πως ξεκίνησε η ιστορία.
Η θεωρία του Maxwell για το φως ότι είναι ηλεκτρομαγνητικά κύματα δεν ερμηνεύει τα φαινόμενα φωτοηλεκτρικό , ακτινοβολία μέλανος σώματος , Compton .
Η ερμηνεία δόθηκε από Einstein , Plank ότι το φως είναι στοιχειώδεις ποσότητες ενέργειας ορισμένων μόνο διακεκριμένων τιμών. Φωτόνια. Πρώτη ιδέα κβάντωσης.
Από σκέτο κύμα φτάσαμε στο φωτόνιο σωμάτιο.
Για να ερμηνεύσει ο Bohr τα γραμμικά φάσματα εισήγαγε την ιδέα της κβάντωσης της τροχιάς και της στροφορμής. Δεύτερη ιδέα κβαντωσης που άνοιξε τον δρόμο στην ανάπτυξη της κβαντομηχανικής. Όμως η ιδέα δημιούργησε περισσότερα προβλήματα από ότι έλυσε.
Ήρθε λοιπόν ο De Broglie να το σώσει εξάγοντας της συνθήκες κβάντωσης από την σχέση λ=h/mυ μιλώντας για υλικά κύματα.
Δηλ από το ηλεκτρομαγνητικό κύμα φτάσαμε στο σωμάτιο φωτόνιο και αντίστροφα από το σωμάτιο ηλεκτρόνιο στο υλικό κύμα.
Ήρθε και το πείραμα της διπλής σχισμής όπου στο πέτασμα εμφανίζονται κροσσοί συμβολής και έδεσε.
Άρα τα σωματίδια είναι κύματα ,η σκληρή εκδοχή ή η πιο ήπια άλλοτε κύματα άλλοτε σωματίδια λες και η φύση μας κάνει πλάκες.
Αναφέρει ο Τραχανάς
Η αρχή του κυματοσωματιδιακού δυισμού είναι θεμελειώδης νόμος της κβαντομηχανικής. Τα σωματίδια έχουν διπλή υφή. Είναι σωματίδια και κύματα ταυτόχρονα.(σελ. 108)
Παρακάτω. Πως είναι δυνατόν η συνύπαρξη στο ίδιο φυσικό αντικείμενο δυο αντίθετων εννοιών?
Απαντά. Το ηλεκτρόνιο είναι σωματίδιο αλλά στην κίνηση του δεν υπάρχει η έννοια της τροχιάς. (σελ 110)
Εδώ υπάρχει μια κραυγαλέα αντίφαση. Θεωρώ ότι ο καθηγητής θέλει να κάνει μια ιστορική αναδρομη για το πως εξελίχθηκε η φυσική σκέψη.
Οικονόμου στο βιβλίο η φυσική σήμερα. Συνηθισμένη παρανόηση λοιπόν ότι η κβαντομηχανική αντιμετωπίζει τα σωματίδια όχι σαν πραγματικές φυσικές οντότητες αλλά σαν κύματα ενίοτε.
Οι παραπάνω σκέψεις των καθηγητών που απαντούν στο ερώτημα σωματίδιο ή κύμα ή πότε το ένα ή το άλλο στηρίζονται στην ερμηνεία που δόθηκε από τον
Max Born 1927 και τον Feyman για το φως 51-53
Υπάρχει εκεί έξω μόνο μια φυσική οντότητα που περιγράφεται από την έννοια φωτόνιο ηλεκτρόνιο κλπ.
Η κυματοσυναρτηση ψ δεν αντιπροσωπεύει ένα πραγματικό κύμα αλλά ένα κύμα πιθανοτητας. Το τετράγωνο της απόλυτης τιμής της ψ δίδει την πιθανότητα ανα μονάδα όγκου να βρεθεί το σωματίδιο σε μια περιοχή του χώρου.Nobel 1951
Στο πείραμα λοιπόν της διπλής σχισμής δεν περιθλάτε το κύμα ηλεκτρόνιο αλλά το σωματίδιο ηλεκτρόνιο έχει την πιθανότητα να βρεθεί πότε εδώ και πότε εκεί.
Εδώ λοιπόν δεν μιλάμε για μια αβεβαιότητα αναφέρει ο Μπιτσάκης αλλά για μια βεβαιότητα πιθανοτήτων
Ουφ….
Καλησπέρα και πάλι σε όλους.
Και η δική μου άποψη, όπως αναφέρθηκε και από άλλους, είναι ότι τα στοιχειώδη συστατικά του κόσμου μας είναι σωματίδια. Αλλά όχι κλασσικά σωματίδια, υπό την έννοια ότι δεν έχουν τα ίδια χαρακτηριστικά.
Η σημαντικότερη διαφοροποίηση είναι αυτό που αναφέρει ο Γιώργος ο Κόμης (γειά σου Γιώργο) από τον Τραχανά: είναι σωματίδια… χωρίς τροχιές. Και αυτό διότι το ηλεκτρόνιο στο πείραμα της διπλής σχισμής δεν έχει καθορισμένη τροχιά, μέχρι να γίνει η μέτρησή του σε κάποια από τις δύο σχισμές (delay choice experiments αν θπελει κάποιος να το ψάξει). Συνεπώς είμαστε αναγκασμένοι να θεωρήσουμε ότι πριν την μέτρηση έχει εν δυνάμει ακολουθήσει κάθε πιθανή τροχιά του. Η μέτρηση μετατρέπει αυτές τις εν δυνάμει τροχιές σε μία, εν ενεργεία τροχιά, με την κατάρρευση της κυματοσυνάρτησης.
Όσον αφορά την ερώτηση του Γιάννη Κυριακόπουλου (γεια σου Γιάννη) «…Τι είναι το μεγάλο μόριο με τα 60 άτομα άνθρακα;…», η απάντηση είναι σωματίδιο. Αλλά όσο αυξάνει ο αριθμός των αλληλεπιδράσεων σε ένα σύστημα, τόσο η συμπεριφορά αυτού του συστήματος προσομοιάζει στην κλασσική (μπορούμε να μιλάμε για παράδειγμα για τροχιές, για αιτιοκρατική συμπεριφορά και όχι πιθανοκρατική, για κλασσικά σωματίδια και όχι για «κύματα», κ.λπ.). Υπάρχουν συστήματα μεγάλων διαστάσεων και πολλών ατόμων με καθαρά κβαντική συμπεριφορά (π.χ. Super Conducting Quantum Interference Devices ή “SQUID”, το φαινόμενο της υπεραγωγιμότητας ή της υπερευστότητας). Φαίνεται ότι οι αλληλεπιδράσεις με το περιβάλλον (κάτι σαν το φαινόμενο της τριβής) καθορίζουν την κβαντική από την κλασσική συμπεριφορά και όχι απλά το πλήθος των ατόμων…
Γιάννη, δεν μου αρέσει να χρησιμοποιώ τις έννοιες κύμα και σωματίδιο. Το C60 είναι μια κβαντική οντότητα. Μια κβαντική οντότητα δεν έχει ούτε καλά προσδιορισμένη θέση, ούτε καλά προσδιορισμένη ορμή. Η απροσδιοριστία σ΄ αυτές τις δυο ποσότητες δεν έχει να κάνει με την οντότητα. Έχει να κάνει με τη διαδικασία παρατήρησης. Αν αυτή η διαδικασία σχεδιάστηκε για να προσδιορίσει τη θέση και όχι την ορμή, μπορεί να την προσδιορίσει με όση ακρίβεια θέλεις. Το αντίστοιχο συμβαίνει με την ορμή.
Γεια σου Στάθη!
Καλησπέρα. Θα ήθελα να ρωτήσω τι νόημα έχει η ακόλουθη πρόταση : «…η οποιαδήποτε γνώση για ένα χαρακτηριστικό μέγεθος του σωματιδίου (πχ θέση, ορμή, ενέργεια κ.λπ.) προκύπτει μέσω της προβολής του αντίστοιχου τελεστή στην κυματοσυνάρτησή του, η οποία με την σειρά της υπακούει στην κυματική εξίσωση…» στο σχόλιο του Στάθη Λεβέτα. Νομίζω ότι αυτό που ισχύει είναι το ακόλουθο: Η μέτρηση ενός φυσικού μεγέθους κβαντικού συστήματος στην κατάσταση |ψ> δίνει σαν αποτέλεσμα μια από τις ιδιοτιμές του τελεστή που αντιστοιχεί στο μέγεθος αυτό , με πιθανότητα ανάλογη του τετραγώνου της απόλυτης τιμής της προβολής του |ψ> στο ιδιοδιάνυσμα του τελεστή που αντιστοιχεί στην ιδιοτιμή αυτή.