Acest concept central al mecanicii cuantice a inlocuit teoriile clasice asupra materiei. Dualismul corpuscul-unda se refera la proprietatiile materiei, aceasta prezentand simultan proprietati corpusculare si ondulatorii.
Caracterul ondulatoriu este pus in evidenta de fenomene precum interferenta, difractia si polarizarea, in timp ce caracterul materiei corpuscular este pus in evidenta de emisia si absorbtia luminii, efectul fotoelectric si efectul Compton.
Teoriile clasice propuneau modele in care un obiect era considerat fie o particula, fie o unda, ca mai apoi, Louis de Broglie sa generalizeze conceptul dand nastere ideii dualitatii.
In mecanica cuantica, lumina nu este considerata nici unda, nici corpuscul in sensul clasic al cuvantului, ci este unitatea celor doua, fara o delimitare precisa.
In anul 1887, Heinrich Rudolf Hertz a descoperit efectul fotoelectric si a fost necesara introducerea unei noi teorii care sa justifice acel fenomen, intucat teoria clasica era in contradictie cu rezultatele experimentale.
Mai tarziu, in anul 1905, Albert Einstein explica legile efectului fotoelectric, presupundand ca lumina este alcatuita din particule numite fotoni, si aplicand ipoteza lui Plank, conform careia energia este cuantificata.
Louis de Broglie a publicat teza lui de doctorat, in care sustinea ca orice particula in miscare are asociata o unda, extinzand astfel teoria lui Einstein. A primit premiul Nobel in anul 1929, dupa ce teoria sa a fost verificata experimental.
Efectul fotoelectric extern
Acesta este un fenomen fizic, in care se manifesta natura corpusculara a luminii, constand in emisia electronilor de catre un corp aflat sub actiunea radiatiilor electromagnetice.
Einstein a explicat acest fenomen, presupundand ca fotonii din care este alcatuita lumina se ciocnesc de atomii din substanta respectiva, iar fiecare foton incident eliberand cate un electron. Aceasta relatie este cunoscuta sub numele de legea lui Einstein.
Efectul Compton
Numele acestui efect este dat de fizicianul Arthur Holly Compton care a studiat fenomenul in anul 1922. Efectul Compton se refera la imprastierea radiatiilor Rontgen pe atomi usori. Arthur Compton a utilizat un fascicul ingust de radiatie X monocromatica ce interactiona cu o tinta din grafit.
Studiind spectrul radiatiei difuzate a constatat ca, pe langa linia a fasciculului incident, apare si o componenta cu lungimea de unda mai mare. Experimental, rezulta ca aceasta nu depinde de lungimea de unda a radiatiei incidente, ci doar unghiul de imprastiere.
Rezultatul nu a fost insa in concordanta cu teoria clasica, unde radiatia imprastiata ar fi trebuit sa aiba aceeasi lungime de unda cu cea incidenta.
Efectul Compton a fost explicat considerand natura corpusculara a energiei electromagnetice, noutatea constand in introducerea impulsului pentru cuanta de energie.
Unii fizicieni sustin ca se poate discuta de unde de materie si in cazul obiectelor macroscopice. Dupa formula lui Broglie, in cazul obiectelor macroscopice ordinul de marime al masei acestora genereaza lungimi de unda care tind spre valoarea zero, iar comportamentul ondulatoriu al unui obiect se manifesta si devine observabil la interactiunea sa cu un sistem de dimensiuni comparabile cu lungimea sa de unda.
Principiul de incertitudine
Werner Heisenberg a formulat principiul de incertitudine in anul 1927, aratand ca, pentru o microparticula, pozitia si impulsul nu pot fi determinate cu precizie. Asadar, un fenomen fizic nu poate fi descris ca o particula clasica sau ca o unda, ci ca dualitatea formata intre acestea, notiunile de traiectorie si impuls pierzandu-si sensul, pozitia si viteza particulei ne putand fi determinate cu o precizie finita, precum in teoriile clasice.
O localizare cat mai exacta a particulei duce la imposibilitatea determinarii impulsului, si invers, o definire cat mai exacta a lungimii de unda presupune o imprecizie in stabilirea pozitiei particulei.
Acest principiu, stabileste limitele dintre teoriile fizicii clasice si cele ale mecanicii cuantice.
Bibliografie:
http://ro.wikipedia.org/wiki/Dualismul_corpuscul-unda
Efectul fotoelectric extern
desigur mintea omeneasca nu trebuie marginita. problema apare ca multe fenomene observabile se pretind ca perfect intelese; asa se predau inclusiv la nivel de universitate. ies absolventi ce pretind ca stiu cum sta treba si ca dovada pun citeva formule la bataie. daca „cercetatorii” stiu sa despice firu-n patru cum de nu se coboara nici unul la nivel de productie sa dea o mina de ajutor pentru fabricarea unor lucruri mai utile si mai performante?
din pacate, pentru toata lumea, majoritatea fenomenelor observabile, lumina in acest caz, sint departe de a li se fi patruns intelesul…la urma urmei nici nu-i chiar atit de important; omenirea a functionat pina acum si va functiona de-acum incolo fara probleme.
PS mai multa impostura decit in stiinta si tehnica mai rar…forme moderne ale alchimiei si vrajitoriei.
Poziţia şi impulsul unei particule pot fi localizate precis în Mecanica Cuantică, însă nu simultan. Funcţia de undă a unei particule este cea care face vizibilă o particulă ce a fost observată. Când nu observi particulele acestea vor avea caracter de undă, vor crea interferenţe. În momentul în care omul de ştiinţă le va privi şi măsura (prin senzori, desigur), particulele vor avea caracter de corpuscul. Aşadar, conştiinţa, observarea, influenţează lumea cuantică înconjurătoare. Faptul că efectele lumii cuantice nu se văd imediat şi în lumea macro are explicaţia simplă că un corp macro e format din triliarde, de triliarde, de triliarde de atomi şi particule. Până se excită toate particulele şi toţi atomii atunci când sunt observate trece un oarecare timp. De asemenea, dacă chiar avem constanţă şi credinţă nestrămutată într-o dorinţă de-a noastră, ea se va materializa până la urmă, durata fiind mai lungă sau mai scurtă pâna la împlinire conform dorinţei mari, sau mici, a credinţei nestrămutate în dorinţa noastră, şi aşa mai departe. De aceea, doar aparent Mecanica Cuantică nu are efecte observabile la nivel macro, în realitate, în timp, funcţionează şi la scară macro. Pariez în continuare pe Mecanica Cuantică.
Pai mecanica cuantica dupa cate am inteles eu are la baza cuanta de actiune. Ori aceasta cuanta desi este determinata experimental, totusi nu este definita in nici-un fel. Fiindca fizica nu spune explicit ce anume este cuanta de actiune h. Eu am ajuns, pe baza unui rationament simplu, la concluzia ca cuanta de actiune h este data de produsul dintre energia continuta intr-o singura unda a fotonului si durata fotonului h=Wluf*Dtf. Relatia simpla pentru h este h=(k*Qe^2)/(Re*Ffae)=(k*Me*Qe)/(De*Ffae). in care k este constanta interactiunilor electrice egal cu 9*10^9 [(N*m^2)/(C^2)], Me este masa de repaus a electronului egala cu 9,109*10^-31 Kg, Qe este sarcina electrica a electronului egala cu 1,602*10^-19 C, De este distanta elementara egala cu 1,602*10^-26 m, iar Ffae este frecventa fotonului gama de la anihilarea electronului cu pozitronul, egala cu 1,23726*10^20 Hz.