بالحبر الأحمر
أهلا وسهلا بك زائرنا العزيز
اذا اردت أن تكون في عالمنا الخاص يرجى التسجيل



 
الرئيسيةمكتبة الصورس .و .جالتسجيلدخول
صفحتي الجديدة هي http://www.facebook.com/eyman.alasmar

شاطر | 
 

 اساسيات علم فيزياء الكم

اذهب الى الأسفل 
كاتب الموضوعرسالة
بلاولاشي
عضو ماسي
عضو ماسي
avatar


ذكر عدد المساهمات : 502
الاقلام : 3424
السٌّمعَة : 3

تاريخ التسجيل : 02/12/2010
العمر : 23

بطاقة الشخصية
انا:

مُساهمةموضوع: اساسيات علم فيزياء الكم   2011-03-24, 03:07

في البداية دعونا نتحدث عن معنى نظام مكمم quantized systemاو كمات quanta
في نظام الاعداد الرقمي الاعتيادي بامكاننا ان نقوم بتقسيم اي رقم الى ما لانهاية له من الكسور فمثلاً الرقم واحد نستطيع ان نقسمه الى انصاف او ارباع او اعشار وهكذا الى ما لانهاية فيكون عندنا بين الرقم صفر والرقم واحد عدد لانهائي من الارقام الكسرية.
في النظام الكمي تكون الكميات عبارة عن مضاعفات صحيحية لمقدار ثابت نسميه الكم، فعلى سبيل المثال البشر ممكن ان نعتبرهم نظام عد مكمم لانه لايوجد نصف انسان او جزء من انسان !!! فدائماً يكون العدد الكلي عدداً صحيحاً.
هل سمعت يوماً عن عائلة متكونه من 7.001 انسان ! لم تسمع اليس كذلك ؟ هذا مثال لنظام عد مكمم
وقد لاتكون الفاصلة بين رقم وما يليه في النظام الكمي متساوية كما هو الحال في مستويات الطاقة في الذرة، على سبيل المثال الارقام الاولية (الارقام التي لاتقبل القسمة الا على نفسها او الواحد) }1،2،3،5،7،11،13،.....{ لاحظ ان الفترة غير متساوية بين عدد واخر
اذن يمكن ان نعرف الكمات quanta على انها زيادة متقطعة في القيمة العددية، وهكذا لايكون الكم اي قيمة عددية بل قيمة من مجموعة اعداد تمثل كل القيم التي يمكن ان تساويها الكمية الفيزيائية.
تهانيّ ايها القارىء انت الان تعرف ما هو المقصود بنظام العد الكمي
اكتشاف ماكس بلانك
الفيزياء الحديثة ولدت على يد ماكس بلانك في اواخر القرن التاسع عشر عندما اكتشف تكمم الانظمة الاهتزازية
ما هي الانظمة الاهتزازية
البندول ورقاص الساعة والارجوحة كلها امثلة عن حركة اهتزازية فالارجوحة تتحرك جيئةً وذهاباً حول نقطة استقرارها (نقطة الاستقرار: هي النقطة التي يستقر عندها النظام المهتز عند توقفه عن الحركة).
اقصى ارتفاع تصل اليه الارجوحة نسميه السعة Amplitude فالسعة يمكن تعريفها على انها اقصى ازاحة للنظام المهتز عن نقطة استقراره.
وعند نقطة السعة هذه تصبح سرعة الارجوحة صفراً وهكذا تكون طاقة النظام متكونة كلياً من طاقة وضع.
ماهو المقصود بطاقة الوضع؟ potential energy
في البداية الطاقة Energy هي القابلية على انجاز شغل(عمل)
هل تذكر مقدار التعب الذي تشعر به عندما تضطر لرفع جسم ثقيل من على الارض؟ فعندما نرفع جسماً من الارض فاننا ننجز شغلاً وبالتأكيد كلما كان الجسم اثقل او كان الارتفاع الذي سترفعه اليه عالياً كان الشغل المنجز اكبر.
الان تصور اننا رفعنا ثقلاً ووضعناه على الكفة العليا لميزان ذو كفتين ماذا تعتقد انه سيحدث؟
ستهبط الكفة العليا الى الاسفل بينما ترتفع الاخرى الى الاعلى وهكذا نقول ان الجسم انجز شغلاً ، فالاجسام التي تبعد مسافة عن قوة جاذبة تكون لها القابلية على انجاز شغل ونقول عندها ان الجسم يمتلك طاقة وضع. ومقدار هذه الطاقة يساوي رياضياً:
P.E=mgh
حيث P.E هي طاقة الوضع و m هي كتلة الجسم (mass) و g هي التعجيل (التسارع) الارضي (acceleration of gravity) و h هو الارتفاع (height) .
لنعد الان لمثال الارجوحة فعندما تصل الى اقصى سعة لها ترتد الارجوحة هابطةً بالاتجاه المعاكس وهكذا تبدأ طاقة الوضع بالتحول الى طاقة حركة وعند نقطة الاستقرار تتحول كل طاقة الوضع الى طاقة حركة وتكمل الارجوحة طريقها الى الاعلى بسسب الاستمرارية ويستمر تعاقب تحول الطاقة بين طاقة وضع وطاقة حركة بحيث تكون الطاقة محفوظة في النظام.
وأرحب بأسألتكم وبنقدكم للأسلوب وبمشاركات من لديه المعرفة في هذا المجال .......أنتظر ردودكم.
الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل
Admin
مدير المنتدى
مدير المنتدى
avatar



انثى عدد المساهمات : 421
الاقلام : 3429
السٌّمعَة : 20

تاريخ التسجيل : 17/11/2010

بطاقة الشخصية
انا:

مُساهمةموضوع: رد: اساسيات علم فيزياء الكم   2011-03-24, 22:53

بداية يعطيك العافية
بالنسبة للقانون الاخير فهو دراسة سبق ودرسناها بالفصل الاول
طك = ث ع
= ك ج ع
وهذا يتعلق فقط بالطاقة الكامنة الثقالية
أما بقية الطاقات الكامنة فلها قوانينها الخاصة
فكرة ارتباط الطاقة المكممة بالحالة الاهتزازية التي ذكرتها
ما تزال ضبابية أرجو التوضيح ان امكن

_________________
الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل
http://redink.syriaforums.net
بلاولاشي
عضو ماسي
عضو ماسي
avatar


ذكر عدد المساهمات : 502
الاقلام : 3424
السٌّمعَة : 3

تاريخ التسجيل : 02/12/2010
العمر : 23

بطاقة الشخصية
انا:

مُساهمةموضوع: رد: اساسيات علم فيزياء الكم   2011-03-25, 02:49

سيتم التوضيح في تكملة المقال الذي أنشره وهو لأحد الكتاب في موقع الذاكرة (alzakera.eu)
ماهو المقصود بطاقة الحركة Kinetic energy؟
عندما يرمي طفل مشاغب حجراً على زجاج نافذة فان الحجر ينجز شغلاً على الزجاج مؤدياً الى تحطيمه، وعندما تحرك المطرقة بقوة لتطرق مسماراً فان المطرقة تنجز شغلاً على المسمار لذا فان الاجسام المتحركة لها القابلية على انجاز شغل ونسمي ذلك طاقة حركة، اقصى شغل (او طاقة حركية K.E ) يمتلكه الجسم المتحرك بسرعة مثل v بفرض ان v اصغر بكثير من سرعة الضوء هو:
K.E=1/2 mv^2
الخواص الاساسية للطاقة هي انها لاتُفنى ولاتُستحدث ولاتُخلق من العدم وانما تتحول من شكل الى اخر.
مثال عن تحول الطاقة:
عندما نرفع جسماً عاليا بالهواء فانه يكتسب طاقة وضع، وعندما نترك هذا الجسم حراً فانه يسقط بفعل الجاذبية باتجاه الارض وهكذا تبدأ طاقة الوضع بالتحول الى طاقة حركية وعندما يصل الجسم الى لحظة اصطدامه بالارض تصبح كل طاقة الجسم طاقة حركة وعندما يصطدم بارض صلدة تتحول طاقة حركته الى طاقة حرارية.
سؤال: هل بامكاننا عكس العملية السابقة؟ يعني اذا سلطنا طاقة حرارية على جسم موضوع على الارض هل يؤدي هذا الى قذفه الى الاعلى؟
الجواب: لسوء الحظ كلا لانها ليست عملية تلقائية، ففي اي نطام مغلق تحدث التحولات تلقائياً فقط اذا كان التحول من حالة الترتيب order الى اللا ترتيب disorder او الاقل ترتيباً. ولكن هذا لايعني انه مستحيل، فبامكاننا اجراء ذلك اذا كان النظام مفتوحاً وهنا نحول الطاقة الحرارية الى طاقة كهربائية ومن ثم نحول الطاقة الكهربائية الى طاقة ميكانيكية تقوم بقذف الحجر الى الاعلى. وبامكان القارىء تخيل عدة سينوريوهات لاجراء ذلك عن طريق التغيير المتكرر لاشكال الطاقة. والارض مثال لنظام مفتوح فالشمس تغمر الارض بالطاقة ولولا ذلك ما امكن للحياة ان تظهر على الارض لان نشوء الحياة هو تحول من حالة اقل نظاماً الى اكثر نظاماً. حيث تقوم النباتات على سبيل المثال بتحويل المواد غير العضوية البسيطة الى مركبات عضوية معقدة بوجود ضوء الشمس فيما يعرف بالتركيب الضوئي photosynthesis
اذا تمكنت من الوصول الى هذه النقطة فانت الان تعلمت المقصود بالطاقة،و نوعين من انواع الطاقة،و الصفات الاساسية للطاقة. تهانيّ الحارة.
لنعد الان الى مثال البندول او الارجوحة فالارجوحة تحتاج الى زمن لكي تكمل دورة كاملة وهو الزمن اللازم للذهاب والاياب الى نقطة معينة نسمي هذا الزمن بزمن الدورة، اما عدد الدورات التي يقوم بها النظام الاهتزازي فنسميها التردد frequency ووحدات التردد هي الهرتز hertz (Hz) وهو بكل بساطة مقلوب زمن الدورة الواحدة، فعلى سبيل المثال رقاص الساعة يكمل دورة كاملة كل ثانية ويكون تردد الاهتزاز مساوياً واحد هرتز اي واحد دورة بالثانية. وفي شبكات الطاقة الكهربائية تهتز ناقلات الشحنة ذهاباً واياباً خلال الموصلات الكهربائية حوالي 50 او 60 مرة في الثانية بالاعتماد على الدولة التي تسكنها لذا نقول ان ترددها هو 50Hz او 60Hz .
وهكذا صرت تعرف الثالوث الصفاتي للنظام الاهتزازي: طاقة النظام، السعة، والتردد.

اذاً ماذا اكتشف ماكس بلانك على اي حال؟

اكنشف ماكس بلانك حوالي سنة 1900 ان الانظمة الاهتزازية التي تهتز بتردد مثل f لايمكن ان تكون طاقتها اية قيمة، بل تكون مضاعفات صحيحة للقيمة hf اي تكون هكذا 1hf, 2hf, 3hf, …. حيث h هو ثابت بلانك ويساوي تقريباً 6.626*10^-34 J.s ، ولما كانت الطاقة في البندول او الارجوحة هي دالة لاقصى ارتفاع تصل اليه (السعة) فاذن اقصى ارتفاع للارجوحة لايمكن ان يكون اي قيمة، وطبعاً بسبب صغر ثابت بلانك فاننا لا نلاحظ الفرق بين ارتفاع معين والذي يليه.
كان اكتشاف بلانك بمثابة المقلاع الذي جعل كل الاكتشافات المدهشة في الفيزياء تقذف الى قلعة الحقيقة
الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل
graviton
عضو نشيط
عضو نشيط
avatar


ذكر عدد المساهمات : 63
الاقلام : 2755
السٌّمعَة : 1

تاريخ التسجيل : 27/01/2011
العمر : 22

بطاقة الشخصية
انا:

مُساهمةموضوع: رد: اساسيات علم فيزياء الكم   2011-03-25, 09:35

مرحبا:
شكرا ويعطيك العافية, لكني لم أجده في الذاكرة...يا ريت كنت تحط المصدر صديقي.
بس في نقطة هامّة:
اقتباس :
الخواص الاساسية للطاقة هي انها لاتُفنى ولاتُستحدث ولاتُخلق من العدم وانما تتحول من شكل الى اخر.
حتّى هذه بات الشك يحوم حولها.
ما الذي يجعل الطاقة تتصرف بهذه الطريقة, لماذا هي لا تفقد ولا تفنى ولا تستحدث؟ إذن من أين أتت
إذا ماذا يحصل عندما يتخامد رقاص الساعة الذي كان يهتز بفعل قوة دفعة من يدي؟ كانت هناك طاقة تحركه, ثمّ خلصت هذه الطاقة, لم تتحول ولم تقم بشيء......!!!!! انما انتهت وخلصت......!!
قد يكون صحيحا.....من يدري؟


سلام

الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل
black-horse-x3
عضو ماسي
عضو ماسي
avatar


ذكر عدد المساهمات : 340
الاقلام : 3237
السٌّمعَة : 16

تاريخ التسجيل : 03/12/2010
العمر : 23

بطاقة الشخصية
انا:

مُساهمةموضوع: رد: اساسيات علم فيزياء الكم   2011-03-25, 10:38

مشكور مصطفى بس بالنسبة لسؤال graviton
الطاقةيلي عطيتا لرقص الساعة هي ما ضاعت هي تحولت لطاقة حرارية نتجة عن الأحتكاك مع الوسط الخارجي


عدل سابقا من قبل black-horse-x3 في 2011-03-25, 21:09 عدل 1 مرات
الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل
graviton
عضو نشيط
عضو نشيط
avatar


ذكر عدد المساهمات : 63
الاقلام : 2755
السٌّمعَة : 1

تاريخ التسجيل : 27/01/2011
العمر : 22

بطاقة الشخصية
انا:

مُساهمةموضوع: رد: اساسيات علم فيزياء الكم   2011-03-25, 19:13

مرحبا
اقتباس :
الطاقةيلي عطيتا لا رقص هي مارحت أوضعت هي تحولت لأن عند جزء منالطاقة بينصرف أحتكاك مع الهواء وجزء بينصرف أحتكاك مع مكان تعليق الرقص
صديقي بتمنى منك تعيد صياغة الجملة بدون أخطاء املائية أو لغوية, لأني ما فهمت شي أبدا

سلام
الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل
بلاولاشي
عضو ماسي
عضو ماسي
avatar


ذكر عدد المساهمات : 502
الاقلام : 3424
السٌّمعَة : 3

تاريخ التسجيل : 02/12/2010
العمر : 23

بطاقة الشخصية
انا:

مُساهمةموضوع: رد: اساسيات علم فيزياء الكم   2011-03-26, 06:46

يرعاك الله يا أخ كرافيتون.........
ولكن سبب نشري لهذا الموضوع هو ردا على البعض الذين يشكون من صعوبة فهم المواضيع الأخرى لأن عندهم نقص بالأساسيات وكنت سأصل إلى النقطة التي تكلمت عنها بعد فترة طويلة (قليلا)...... بعدين منحكي.
الموضوع لenki الصفحة 3أو 4 الفيزياء والكون عالأغلب...
الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل
بلاولاشي
عضو ماسي
عضو ماسي
avatar


ذكر عدد المساهمات : 502
الاقلام : 3424
السٌّمعَة : 3

تاريخ التسجيل : 02/12/2010
العمر : 23

بطاقة الشخصية
انا:

مُساهمةموضوع: رد: اساسيات علم فيزياء الكم   2011-03-28, 20:42

ما هي الموجات Waves
عندما يهتز اي نظام اهتزازي مثل الانواع التي مرت علينا سابقاً فانه يتسبب بهز Vibrate الوسط المحيط به، فمثلاً الاوتار الصوتية الموجودة في الحنجرة تقوم بالاهتزاز مسببة هز جزيئات الهواء، يمكنك تصور الحنجرة مثل صمام يقوم بالتحكم بمرور الهواء خلال القصبة الهوائية، فتح وغلق الصمام يؤدي الى حدوث تخلخل وتضاغط بجزيئات الهواء ينتقل هذا التأثير خلال الهواء حتى يصل الى اذن المستمع فينجز شغلاً على طبلة الاذن وبالتالي نسمع الصوت وهذا ما نسميه الامواج الصوتية.
الموجة لها القدرة على نقل الطاقة ورأينا كيف انها تنجز شغلاً على اذن السامع وعندما تكون طاقة النظام المهتز (سنسميه المذبذب من الان فصاعداً) عالية فان الشغل المنجز على الاذن يكون من الكبر بحيث يؤدي الى تميزقها مسبباً الطرش. والامواج الصوتية تحتاج الى وسط ناقل لانها تمثل اهتزازاً لجزيئات الوسط. ولذا لاينتقل الصوت في الفراغ او الفضاء الخارجي كما نرى في افلام الخيال العلمي !
اهتزاز جزيئات الهواء يكون على التوازي مع اتجاه انتشار الموجة لذا نسمي الموجة الصوتية موجة طولية وكل موجة يكون اهتزاز جزيئاتها بنفس اتجاه انتشار الموجة نسميها موجة طولية Longitudinal waves.
نحن لانسمع صوت تذبذب بندول الساعة او الارجوحة لان الاذن البشرية لاتحس بالامواج التي تكون ترددها اقل من 20 هرتز او اعلى من 20،000 هرتز (في الحقيقة تكون عتبة السمع عند معظم الناس حوالي 15،000هرتز)
الان كلنا كنا نتسلى بان نرمي حجراً في بركة الماء ونلاحظ سلسلة من الامواج المائية المتحدة المركز تنتشر بعيداً عن موقع سقوط الحجر، وهذا مثال اخر عن موجة تحدث بسبب اضطراب في توازن منظومة ما، هل لاحظت بان الامواج المائية كانت عبارة عن ارتفاع في مستوى الماء يتبعه هبوط في المستوى وهذا يعني ان اهتزاز جزيئات الماء يكون عمودياً على خط انتشار الموجة، نسمي هذا النوع من الموجات بالموجات المستعرضة Transverse waves. الاشعاع الكهرومغناطيسي ( الضوء يشكل حزمة صغيرة من الطيف الكهرومغناطيسي) يعتبر مثالاً لموجة مستعرضة. اذ يهتز المجال الكهربائي والمجال المغناطيسي كتؤمين عمودياً على بعضهما وعلى التعامد مع خط انتشار الموجة.
الموجة لاتسبب انتقالاً لجزيئات الوسط عندما تنتشر من نقطة الى اخرى، فمثلاً لايمكنك ان تقرّب جسماً من حافة المسبح بان ترمي حجراً ورائه ! ظناً من ان الامواج المائية ستحمله الى الشاطىء !!! هذا يحدث في الافلام فقط. ولكن يمكن ان يكون الوسط الذي تنتشر فيه الموجة متحركاً.
اذن نعرف الموجة هكذا:
اضطراب ناشىء عن مصدر طاقة ينتقل في الفضاء ناقلاً الطاقة على طول خط انتشار الموجة.
لاتحتاج كل الموجات الى وسط ناقل فالطاقة الكهرومغناطيسية قادرة على الانتقال خلال الفراغ، في بعض الاحيان نفترض وجود وسط ناقل على الرغم من عدم وجوده بهدف تسهيل الدراسة كما هو الحال مع الايثر.
تردد الموجة هو تردد النظام المهتز(المذبذب)
الامواج قادرة على نقل الطاقة من نقطة الى اخرى، يعول العلماء على هذه النقطة بغية تفسير الجاذبية او تفسير الطريقة التي تتفاعل فيها الاجسام لان التأثير عن بعد يبدو عديم المعنى.
قانون الجاذبية لنيوتن يفترض ان الاجسام تجذب بعضها البعض فمثلاً الشمس تجذب الارض
ولكن الارض تبعد ملايين الكيلومترات عن الشمس فكيف تؤثر الشمس بالارض من هذا البعد؟
طبعاً لايمكننا كباحثين عن الحقيقة ان نجيب على طريقة الخلقيين وندعي ان العقل قاصر عن ادراك التأثير عن بعد !!!
وعلى الرغم من صحة الاشتقاق الرياضي لقانون نيوتن للجاذبية بدرجة مقبولة، لكن افتراضه ان الاجسام تؤثر ببعضها البعض عن بعد كان ثغرة كبيرة في قانونه.
يفسر اينشتاين الجاذبية باسلوب مغاير وقانون الجاذبية لاينشتاين اكثر دقة من قانون نيوتن ولكننا سنحتاج دراسة للنسبية لكي نفهم الموضوع.
تعتبر الزلازل نوعاً من الانواع الامواج والزلزال ويكون بشكل موجة طولية ومستعرضة والزلازل هو احد الادلة على كون باطن الارض ما يزال منصهراً. بامكانك ان تتصور الارض كمجموعة من الصفائح الصخرية تطفو على سطح كرة سائلة ونتيجة تحركات الكتل المنصهرة فان الصفائح الصخرية تتحرك حركة اهتزازية (كما تهتز السفينة بفعل الامواج المائية) ولو كان باطن الارض صلباً لما امكن حدوث الزلزال.
من خصائص الامواج: الانعكاس reflection، والانكسارrefraction ، والحيود diffractionفضلاً على التداخل والتراكب.
الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل
 
اساسيات علم فيزياء الكم
الرجوع الى أعلى الصفحة 
صفحة 1 من اصل 1

صلاحيات هذا المنتدى:لاتستطيع الرد على المواضيع في هذا المنتدى
بالحبر الأحمر  :: القسم العلمي :: منتدى الفيزياء-
انتقل الى: