ميكانيكا الكم: مبدأ باولى للاستبعاد "pauli's exclusion principle".

بسم الله الرحمن الرحيم

مبدأ الاستبعاد تم طرحه عام 1925 بواسطة العالم النمساوى Wolfgang pauli "الحائز على جائزة نوبل عام 1945 على صياغته لهذا المبدأ".

اذا ما هو مبدأ الاستبعاد ؟؟

مبدأ الاستبعاد ينص "لا يمكن لاى جسمين من نوع فرميون (لهم لف مغزلى 1/2) ان يكونوا فى نفس الحالة الكمومية اى يجب ان يختلفوا فى حالة واحدة .

و يعد هذا المبدأ من اهم مبادئ ميكانيكا الكم لانه يصف اختلاف توزيع الالكترونات داخل الذرة.

ولكن ما هى الحالة الكمومية؟؟

الحالات الكمومية هى اربع و التى تمثل باربع اعداد كمية هى (n,L,m and s) و هى التى تعبر عن مستوى طاقة الجسيم و مداره و عدد الكم المغناطيسى و اللف المغزلى.

فمثلاً اذا كان لدينا ذرة مكونة من الكترونين يكون لهم نفس ال n ,L,m و لكن يختلفوا فى الغزل فيكون غزل احدهم 1/2 و الاخر -1/2 .

تخيل لو لم يكن لدينا هذه القاعدة الطبيعية ماذا يكون شكل المواد فى الطبيعة .

*ملحوظة لا يطبق هذا المبدأ الا على الفرميونات ولا ينطبق على البوزونات  (انظر :الجسيمات الاولية) 

مصادر:

ويكيبيديا

hyperphysics

فيديو من موقع youtube

تابعونا على صفحة الفيس بوك مجلة العلوم

ابحاث ماكس بلانك Max Planck

ماكس بلانك

نقدم لكم اليوم بحثين مهمين للعالم ماكس بلانك اللذان وُضع فيهم اساسيات ميكانيكا الكم وقلب مفهوم الطاقة الكلاسيكى .
و التى تناول فيها مسألة اشعاع الجسم الاسود ووضع قانون لحساب شدته.
البحث الاول بعنوان : “Entropy and Temperature of Radiant Heat" نشر عام 1900 فى مجلة Annalen Der Physik الالمانية الشهيرة 

الرابط : غير متوفر حالياً جارى البحث عن رابط باللغة الانجليزية

البحث الثانى : On the Law of Distribution of Energy in the Normal Spectrum

نشر عام 1901 فى نفس المجلة 

الرابط : On the Law of Distribution of Energy in the Normal Spectrum

هذه جزء من سلسلة ان شاء الله ستحتوى على الكثير من المنشورات العلمية التى وضعت فيها مبادئ النظريات الحديثة

للاطلاع على ابحاث اينشتاين عام 1905 التى نشر فيها بحثه الذى وضع فيه النسبية الخاصة ابحاث اينشتاين التى نشرت فى عام 1905.

مخططات فاينمان Feynman Diagrams

يعتبر مخطط فاينمان من اهم الرسوم التوضيحية فى نظرية الحقل الكمومى لتوضيح و تمثيل تصادم الجسيمات و القوى الاساسية فى الطبيعة .
و فيما يلى شرح للمخطط الخاص بالقوى الاساسية فى الطبيعة.

فى المخطط الاول من ناحية اليسار يوضح القوى الكهرومغناطيسية التى تتولد عند اقتراب الكترونين من بعض يولد احدهما فوتونا تخيلياً و كانه يرسل اشارة للالكترون الاخر بالاتبعاد ( الجسيمات التخيلية هى جسيمات موجودة و لكنها تظهر لحظياً و تختفى ).

و فى المخطط التانى يبين التاثير القوى و ينقسم الى قسمين بين الكواركات و الاخرى القوى النووية الشديدة المتبقية تربط النيكلونات فالجسيمات مثل الكواركات تحتاج الى قوة كبيرة لربطهم مع بعض و هنا يتكون الجسيم الوسيط (الذى يتولد من مجال القوة النووية القوية) و هو الجلوون و هو بوزون و يظهر فى المخطط الاخر للقوة القوية بين النيكلونات (البروتونات و النيوترونات) تكون القوة اضعف من القوة بين الكواركات و هى نتاج القوى النووية القوية .

فى المخطط الاخر للتاثير الضعيف توضح اضمحلال البروتون الى نيوترون او العكس مع اصدار الكترون او بوزيترون مع مضاد نيوترينو بواسطة بوزون W السالب

تابعونا على صفحة الفيس بوك https://www.facebook.com/2day.sci.mag

الجسيمات الاولية

الجسيمات الاولية :- تنقسم الى فرميونات و بوزونات 
اولا الفرميونات :-
تنقسم الى:
1-كواركات:جسيمات اولية تدخل فى تركيب البروتونات و النيترونات و هى مشحونة و هى 6 انواع هى (Up,Down,Charm,strange,top,bot
tom) الـup,down هم الاقل كتلة اما الباقى ينحل الى u,d ..
2-ليبتونات:تنقسم الى ((الكترونات-بوزيترونات-مييوون-
تاوون-نيترينو))

*الالكترون: جسيم مشحون بشحنة سالبة و موجود داخل الذرة يدور حول النواة و احد مكونات المادة

*البوزيترون:جسيم مشحون بشحنة موجبة و هو مثل الالكترون فى الكتلة و احد مكونات المادة المضادة

*ميوون: جسيم دون ذرى مشحون بشحنة سالبة و لكن ينحل سريعا.

*تاوون: جسيم اولى شحنته سالبة.

*النيترينو: ميوون نيترينو و الكترون نيترينو و التاوون نيترينو جسيمات اولية غير مشحونة ...

ثانياَ:- البوزونات :-

ممكن ان نعتبرها حاملة لكل قوة من القوى الاساسية و كلها عديمة الكتلة و تنقسم الى >>

*فوتون: جسيم غير مشحون و هو حامل القوة الكهرومغناطيسية و هو موجود فى صورة الاشعاع الكهرومغناطيسى او موجات الضوء.

*الجلوون: جسيم غير مشحون حامل للقوة القوية او التاثير القوى التى تربط الكواركات معاَ و القوة المتبقية تربط مكونات النواة معاَ ..

*بوزون دبليو اند ذاد : جسيم غير مشحون حامل للقوة الضعيفة المسؤولة عن تحويل البروتونات الى نيترونات او العكس و تطلق الكترونا او بوزيترون مصحوب بنيترينو و هذا ما يسمى انحلال بيتا Beta Decay.