तरंग-कण द्वैत: एक सिंहावलोकन

पहली नज़र में तरंग-कण द्वैत की धारणा वास्तव में अजीब है। आपने संभवतः पहले तरंगों के बारे में सीखा होगा और उन्हें एक माध्यम में एक विक्षोभ के रूप में जाना होगा, और आपने संभवतः कणों के बारे में सीखा होगा, जो कि असतत भौतिक वस्तुएं हैं। तो यह विचार कि कुछ चीजों में दोनों के गुण होते हैं, न केवल अजीब लग सकता है, बल्कि शारीरिक रूप से असंभव भी हो सकता है।

यह लेख आपको तरंग-कण द्वैत के विचार से परिचित कराएगा और इस बात का अवलोकन देगा कि अवधारणा कैसे उभरी और यह कैसे कई मामलों में, विशेष रूप से क्वांटम के दायरे में, वास्तविकता का एक उत्कृष्ट विवरण बन जाता है भौतिक विज्ञान।

आइए समीक्षा करके शुरू करें कि लहर क्या होती है। एक लहर को एक माध्यम में एक अशांति के रूप में परिभाषित किया जाता है जो एक स्थान से दूसरे स्थान पर फैलता है, प्रक्रिया में ऊर्जा स्थानांतरित करता है, लेकिन द्रव्यमान को स्थानांतरित नहीं करता है।

जिस माध्यम से तरंग चलती है, उसमें अलग-अलग अणु बस अपनी जगह पर दोलन करते हैं। इसका एक अच्छा उदाहरण स्टेडियम में भीड़ "लहर" कर रही है। प्रत्येक व्यक्ति बस खड़ा होता है और बैठ जाता है, जगह-जगह दोलन करता है, जबकि लहर स्वयं पूरे स्टेडियम में घूमती है।

तरंग गुणों में तरंग दैर्ध्य (लहर चोटियों के बीच की दूरी), आवृत्ति (प्रति तरंग चक्रों की संख्या) शामिल हैं दूसरा), अवधि (एक पूर्ण तरंग चक्र और वेग के लिए लगने वाला समय (विक्षोभ कितनी तेजी से यात्रा करता है)।

कण अलग-अलग भौतिक वस्तुएं हैं। उनके पास अंतरिक्ष में एक अच्छी तरह से परिभाषित स्थिति है, और जब वे एक स्थान से दूसरे स्थान पर जाते हैं, तो वे न केवल ऊर्जा को स्थानांतरित करते हैं, बल्कि उनका अपना द्रव्यमान भी।

लहरों के विपरीत, उन्हें चलने के लिए किसी माध्यम की आवश्यकता नहीं होती है। तरंग दैर्ध्य, आवृत्ति और अवधि के साथ उनका वर्णन करना भी समझ में नहीं आता है। इसके बजाय, उन्हें आमतौर पर उनके द्रव्यमान, स्थिति और वेग द्वारा वर्णित किया जाता है।

जब प्रकाश की घटना पहले अध्ययन किया जा रहा था, वैज्ञानिक इस बात से असहमत थे कि यह तरंग है या कण। आइजैक न्यूटन के प्रकाश के कणिका विवरण ने तर्क दिया कि यह एक कण के रूप में कार्य करता है, और उसने विचारों को विकसित किया जिसने इस ढांचे के भीतर प्रतिबिंब और अपवर्तन की व्याख्या की, हालांकि उनके कुछ तरीके बिल्कुल नहीं लगते थे काम क।

क्रिस्टियान ह्यूजेंस न्यूटन से असहमत थे और उन्होंने प्रकाश का वर्णन करने के लिए तरंग सिद्धांत का इस्तेमाल किया। वह प्रकाश को तरंग मानकर परावर्तन और अपवर्तन की व्याख्या करने में सक्षम थे।

थॉमस यंग का प्रसिद्ध डबल-स्लिट प्रयोग, जिसने तरंग के समान व्यवहार से जुड़े लाल बत्ती में हस्तक्षेप पैटर्न का प्रदर्शन किया, ने भी तरंग सिद्धांत का समर्थन किया।

प्रकाश एक कण था या लहर के रूप में बहस हल हो गई जब जेम्स क्लर्क मैक्सवेल दृश्य पर आए और उन्होंने मैक्सवेल के समीकरणों के माध्यम से प्रकाश को विद्युत चुम्बकीय तरंगों के रूप में वर्णित किया।

लेकिन जल्द ही यह स्पष्ट हो गया कि प्रकाश की तरंग प्रकृति सभी देखी गई घटनाओं के लिए जिम्मेदार नहीं है। फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव, उदाहरण के लिए, केवल तभी समझाया जा सकता है जब प्रकाश को एक कण के रूप में माना जाता है - एकल फोटॉन या प्रकाश क्वांटा के रूप में कार्य करता है। यह विचार अल्बर्ट आइंस्टीन द्वारा रखा गया था, जिन्होंने इसके लिए नोबेल पुरस्कार जीता था।

इस प्रकार तरंग-कण द्वैत की धारणा का जन्म हुआ। प्रकाश को सही मायने में तभी समझाया जा सकता है जब इसे कुछ स्थितियों में एक तरंग के रूप में और दूसरों में एक कण के रूप में माना जाए।

यहां चीजें और भी अजीब हो जाती हैं। प्रकाश न केवल इस द्वंद्व को प्रदर्शित करता है, बल्कि यह भी पता चलता है कि पदार्थ भी करता है। इसकी खोज लुई डी ब्रोगली ने की थी।

इस द्वंद्व को स्थूल पैमाने पर बिल्कुल नहीं देखा जा सकता है, लेकिन जब प्राथमिक के साथ काम करने की बात आती है कण, वे कभी-कभी कणों के रूप में कार्य करते हैं और दूसरी बार तरंगों के रूप में, उनकी तरंग दैर्ध्य के बराबर होती है संबद्ध डी ब्रोगली तरंग दैर्ध्य.

इस धारणा ने क्वांटम यांत्रिकी के विकास को जन्म दिया, जो तरंग कार्यों के साथ कणों का वर्णन करता है, जिसे तब श्रोडिंगर समीकरण के संदर्भ में समझा जा सकता है।