İlk bakışta dalga-parçacık ikiliği kavramı gerçekten de tuhaftır. Muhtemelen daha önce dalgaları öğrendiniz ve onların bir ortamdaki bir rahatsızlık olduğunu biliyorsunuz ve muhtemelen ayrık fiziksel nesneler olan parçacıklar hakkında bilgi edindiniz. Bu nedenle, bazı şeylerin her ikisinin de özelliklerine sahip olduğu fikri sadece garip değil, aynı zamanda fiziksel olarak imkansız görünebilir.
Bu makale sizi dalga-parçacık ikiliği fikriyle tanıştıracak ve kavramın nasıl ortaya çıktığına dair genel bir bakış sunacaktır. ve birçok durumda, özellikle kuantum alanında, gerçekliğin mükemmel bir tanımı olduğu ortaya çıktı. fizik.
Dalgalar ve Dalga Gibi Özellikler
Bir dalgayı neyin oluşturduğunu gözden geçirerek başlayalım. Dalga, bir ortamdan bir konumdan diğerine yayılan, süreçte enerji aktaran, ancak kütle aktarmayan bir rahatsızlık olarak tanımlanır.
Dalganın hareket ettiği ortamda, tek tek moleküller basitçe yerinde salınır. Buna iyi bir örnek, bir stadyumda "dalga" yapan bir kalabalıktır. Dalganın kendisi tüm stadyumu dolaşırken, her bir birey basitçe ayağa kalkar ve oturur, yerinde salınır.
Dalga özellikleri, dalga boyu (dalga tepe noktaları arasındaki mesafe), frekans (her bir dalga başına dalga döngüsü sayısı) içerir. saniye), periyot (bir tam dalga döngüsü ve hızı için geçen süre (bozukluğun ne kadar hızlı hareket ettiği).
Parçacık Özellikleri ve Parçacık Doğası
Parçacıklar farklı fiziksel nesnelerdir. Uzayda iyi tanımlanmış bir konumları vardır ve bir konumdan diğerine hareket ettiklerinde sadece enerji değil, aynı zamanda kendi kütlelerini de aktarırlar.
Dalgaların aksine hareket edecekleri bir ortama ihtiyaçları yoktur. Bunları bir dalga boyu, frekans ve periyot ile tanımlamanın da bir anlamı yoktur. Bunun yerine genellikle kütleleri, konumları ve hızları ile tanımlanırlar.
Dalga-Parçacık İkiliği ve Elektromanyetik Radyasyon
Ne zaman ışık fenomeni Bilim adamları ilk olarak inceleniyorken, bunun bir dalga mı yoksa bir parçacık mı olduğu konusunda anlaşamadılar. Isaac Newton'un ışığın cisimcik tanımı, onun bir parçacık gibi davrandığını iddia etti ve fikirler geliştirdi. Bu, bazı yöntemleri tam olarak görünmese de, bu çerçevede yansıma ve kırılmayı açıkladı. iş.
Christiaan Huygens, Newton ile aynı fikirde değildi ve ışığı tanımlamak için dalga teorisini kullandı. Işığı bir dalga olarak ele alarak yansıma ve kırılmayı açıklayabildi.
Dalga benzeri davranışla ilişkili kırmızı ışıkta girişim desenlerini gösteren Thomas Young'ın ünlü çift yarık deneyi de dalga teorisini destekledi.
James Clerk Maxwell sahneye çıkıp ışığı Maxwell denklemleriyle elektromanyetik dalgalar olarak tanımladığında, ışığın parçacık mı yoksa dalga mı olduğu tartışması çözülmüş gibi görünüyordu.
Ancak çok geçmeden ışığın dalgalı doğasının gözlemlenen tüm fenomenleri açıklamadığı anlaşıldı. Örneğin fotoelektrik etki, yalnızca ışık bir parçacık olarak ele alınırsa açıklanabilir - tek fotonlar veya ışık kuantumları olarak hareket eder. Bu fikir, kendisi için Nobel Ödülü kazanan Albert Einstein tarafından ortaya atılmıştır.
Böylece dalga-parçacık ikiliği kavramı doğdu. Işık, ancak bazı durumlarda bir dalga, bazı durumlarda ise bir parçacık olarak ele alındığında gerçekten açıklanabilirdi.
Dalga-Parçacık İkiliği ve Madde
Burada işler daha da garipleşiyor. Işık bu ikiliği sergilemekle kalmaz, aynı zamanda maddenin de gösterdiği ortaya çıkar. Bu, Louis de Broglie tarafından keşfedildi.
Bu ikilik, makroskopik ölçekte hiç görülemez, ancak temel ile çalışmak söz konusu olduğunda. parçacıklar, bazen parçacıklar, bazen de dalgalar gibi davranırlar ve dalga boyları ilişkili de Broglie dalga boyu.
Bu kavram, parçacıkları dalga fonksiyonlarıyla tanımlayan ve daha sonra Schrödinger denklemi ile anlaşılabilen kuantum mekaniğinin gelişmesine yol açtı.