top of page

מכניקת גלים

מכניקה קוואנטית

 ובכן, כפי שראינו קודם, אנו יכולים לראות שהתופעות הפיזיקליות שאנו מתייחסים בעיקר לחומר יסודי (אטומים, אלקטרונים, פרוטונים וכו') הפיזיקה נכנסה עד כה לחידה בלתי ניתנת לפענוח לכאורה! חלקיקים מתנהגים כמו גלים ולהיפך. 

  נו! התכנים הבאים הם מושגים מופשטים ומתקדמים של פיזיקה. אני מבקש מכם, התלמיד, ראש פתוח למושגים החדשים שאנו הולכים לשרטט לכם כעת. בדיוק בנקודה זו נוכל לראות את הקרע האמיתי של הפיזיקה המודרנית עם הפיזיקה הקלאסית, כפי שהזכרנו קודם! יקום שונה לחלוטין שמעולם לא נראה בשיעורי הפיזיקה הנלמדים בכיתה שלך. כדי להבין טוב יותר את חוקי הקוונטים עלינו להבין את שני מושגי היסוד הללו של התיאוריה "דואליות הגל והחלקיקים של דה ברולי" ו"עקרון אי הוודאות של היינסנברג". 

  לואי ויקטור דה ברוגלי הבין, ב-1925, את האופי הכפול של אור לחומר. על היותו צעד גדול קדימה עבור הפיזיקה, דה ברולי זכה בפרס נובל לפיזיקה בשנת 1929. שאלה שבהחלט עלתה בדעתו היא שאם האור, שעד אז נחשב כגל, התנהג כמו חלקיק במצבים מסוימים, מדוע לא האלקטרון, הנחשב כחלקיק, לא יוכל להתנהג גם כמו גל בהתאם לחוויה? לפי דה ברוגלי, החומר יכול גם להפגין התנהגות כפולה כזו. 

  ההצעה של דה ברולי לדואליות גל-חלקיקי לחומר משתרעת על כל החומר כמו פרוטונים, נויטרונים, אטומים, מולקולות ולא רק אלקטרונים. הנה הבעיה: איזה אורך גל קשור לחלקיק כך שניתן לתאר אותו כגל? כדי לענות על שאלה זו הציג דה ברולי את הקשר הבא...

  לסיכום, עקרון דה ברולי מקצה אורך גל חומר לכל מסה m עם מהירות v. במילים אחרות, לכל חומר יש אורך גל משויך. כדי להבין טוב יותר את המושג הזה, בואו נסתכל על דוגמה עם בייסבול.  חישוב אורך הגל של דה ברולי הקשור לכדור של  בייסבול  עם מסה של 400 גרם הנעה במהירות של 10 מ' לשנייה, אנו מוצאים: 

   לפיכך, אין דרך לאמת את התנהגות הגלים עבור עצם בעל אורך גל בסדר גודל זה. אורך זה כל כך קטן שהוא הופך      קטן פי שניים מגרעין האטום. זכור שכדי לצפות בהתנהגות גלים אנו יכולים לארגן מצבים המראים עקיפה והפרעות (מאפיינים אופייניים של גלים). עם זאת, המכשולים ו/או הפתחים שעלינו להציב בנתיב הגלים חייבים להיות בעלי ממד (גודל) באותו סדר כמו אורך הגל של הגל שאנו רוצים לראות מתעקם או מפריע לו.   

   משמעות הדבר היא שקישור בין התנהגות גל לגופים גדולים (מקרוסקופיים) ואורכי הגל שלהם אינו הגיוני, שכן אורך הגל הקשור אליהם קטן ביותר ביחס לממדים שלהם. כעת קשר אורך גל לחלקיקים יסודיים כמו (פרוטונים,  נויטרונים, אלקטרונים וכו'...) הגיוני, כי אורך הגל הקשור למיקרוסקאל זה שווה, או אם לא קרוב מאוד, לממד שלהם, כלומר, קירוב גדול להבנת ההתנהגות שלהם. 

bottom of page