التفسيرات التي قدمتها نظرية ميكانيكا الموجات

2015 علوم القرن الـ21 الطاقة والمادة

براون بير

k

نظرية ميكانيكا الموجات الفيزياء

أدت هذه الاكتشافات إلى فهمٍ جديدٍ لميكانيكا الكم.

إن احتمال تحديد موضع إلكترون في الذرة يعتمد على دالة موجية ترتبط بحالة الإلكترون في مدار ما من مداراته، بما في ذلك عوامل مثل الحركة المغزلية للإلكترون وكمية حركته الدورانية واحتمالات تموضعه في حيز ما من الفضاء.

على سبيل المثال، ليس للإلكترون في أدنى مداراته الداخلية (المدار الأرضي) – أقل المستويات طاقة – كمية حركة دورانية، مما يعني وجوده في مدار كروي مركزه النواة.

أما الإلكترون في المدار التالي فكمية حركته الدورانية تساوي 1 (وحدة طبيعية واحدة) ويحتل ثلاثة مدارات يشبه شكل كلٍ منها الدمبل (ساق في طرفيها كرتان) متعامدة مع بعضها. الموجات تكافئ الاحتمالات، والتي تحدد بدورها شكل المدارات1.

بالاستعانة بهذه النظرية، المسماة بميكانيكا الموجات، من الممكن تفسير جميع الظاهرات الفيزيائية.

وبشكلٍ خاصٍ يمكن تفسير الضوء المنبعث من عنصر معين والمميز له –طيف الذرة «بصمتها»– عند انتقال إلكترون من إلكتروناته من مدار إلى آخر وذلك بعد امتصاصه للطاقة.

هذا التفسير قدمه الفيزيائي الألماني ماكس بلانك Max Planck عام 1900 عندما اقترح النظرية الكمية لأول مرة، والتي كان لها الأثر الكبير على فيزياء القرن العشرين.

المترجم

1. الأفضل القول أنه يمكن نمذجة سلوك الإلكترون في المدار الأرضي باعتبار التوزيع الشحني له كروياً متماثل الشكل، أما التوزيع الشحني لإلكترون في المدار التالي للمدار الأرضي فيأخذ شكل ثلاثة مداراتٍ يشبه شكل كلٍ منها الدمبل.