- البحوث والمشروعات

الاسم :عبدالعزيزعابد الحساني المادة : فيزياء(4) شعبه:1

مقدمه:

الموجة المادية في الفيزياء وميكانيكا الكم (بالإنجليزية :Matter wave) هو أحد تعبيرات ميكانيكا الكم ، حيث تستغل ظاهرة ازدواجية موجة-جسيم من أجل وصف التأثيرات الكمومية للجسيمات التي لا تستطيع الميكانيكا التقليدية في تفسبرها.

اتضح منذ مطلع القرن العشرين من التجارب أن الضوء يتخذ أحيانا (بحسب التجربة) صفات الجسيمات ولذلك عندما نتكلم عن موجة كهرومغناطيسية فإننا نتكلم في نفس الوقت عن جسيم أولي ليست له كتلة يسمى فوتون.
وخلال العشرينيات من القرن الماضي اتضح أن الجسيمات تتصرف أحيانا في بعض التجارب تصرف الموجات.
ونعرف اليوم أن كل جسيم أو كل جسم تلحق به موجة مادية. ففي حقيقة الأمر أن الجسيمات تحمل صفات مادية وصفات موجية في نفس الوقت ، فهي أشياء شيء بينية لا نعرفها لها شكلا ولا تسمية فالأمر للبشر غريب عما تعودنا عليه في أحاسيسنا وبالتالي في تعريفاتنا وتسميتنا للاشياء. فالمادة تحمل صفات الموجات وصفات الجسيمات في نفس الوقت (اقرأ ازدواجية موجة-جسيم).

تاريخ الموجة المادية :

افترضت الموجة المادية عام 1924 من عالم الفيزياء الفرنسي لويس دي برولي حيث رفع ازدواجية موجة-جسيم إلى حيز التعميم. فبعد اكتشاف كمومية الضوء من أينشتاين عندما كان يجري تجارب على التأثير الكهروضوئي ظهرت المشكلة: هل الضوء موجات أم جسيمات ؟ ويناء على تلك التجربة فكر دي برولي ، إذا كان للفوتون خواص الجسيمات وخواص الموجات في نفس الوقت ، إذاً لاظهرت الجسيمات التقليدية أيضا تلك الخاصتين في نفس الوقت.

ومن ميكانيكا الكم نعرف أن الكم Quantum لا يتخذ مكانا محددا ، وإنما يمكن عن طريق ميكانيكا الكم حساب احتمال وجوده في مكان معين ، وهذا الاحتمال تقوم موجة احتمالية بوصف مكانه. وتوصف موجة الاحتمال عن طريق معادلة موجية ، مثل معادلة شرودنجر أو معادلة ديراك. وتلك المعادلات تقوم بوصف الجسيمات التقليدية عن طريق حزم موجية تتبعها.

وتمكن كلينتون دافيسون و ليستر جيرمر اثبات تلك الحقيقة عام 1927 للإلكترون عن طريق تجارب تداخل أجروها بواسطة تصويب فيض الإلكترونات على بلورة أحادية من النحاس. وبالتالي فقد أثبت العالمان صحة معادلة دي برولي عن الموجة المادية.

وبينت تجربة أخرى مشهورة للإلكترونات تسمى تجربة الثقبين ، أجراها كلاوس جونسون عام 1960 في جامعة توبنجن بألمانيا. كما أجريت تجارب مماثلة عن التداخل باستخدام جسيمات أولية ، وباستخدام ذرات أو حتى جزيئات ، وأثبتت كل تلك التجارب افتراض دي برولي. وحصل دي برولي على نظريته جائزة نوبل للفيزياء عام 1929.