Categories: فيزياء

التجربة الثورية في ميكانيكا الكم: تجربة شتيرن-غيرلاخ

<div id&equals;"wtr-content" &NewLine;&Tab; &Tab;data-bg&equals;"&num;FFFFFF" &NewLine;&Tab; &Tab;data-fg&equals;"&num;dd9933" &NewLine;&Tab; &Tab;data-width&equals;"6" &NewLine;&Tab; &Tab;data-mute&equals;"1" &NewLine;&Tab; &Tab;data-fgopacity&equals;"1&period;00" &NewLine;&Tab; &Tab;data-mutedopacity&equals;"1&period;00" &NewLine;&Tab; &Tab;data-placement&equals;"bottom" &NewLine;&Tab; &Tab;data-placement-offset&equals;"0" &NewLine;&Tab; &Tab;data-content-offset&equals;"0" &NewLine;&Tab; &Tab;data-placement-touch&equals;"bottom" &NewLine;&Tab;&Tab; data-placement-offset-touch&equals;"0" &NewLine;&Tab; &Tab;data-transparent&equals;"1" &NewLine;&Tab; &Tab;data-shadow&equals;"0" &NewLine;&Tab; &Tab;data-touch&equals;"1" &NewLine;&Tab; &Tab;data-non-touch&equals;"0" &NewLine;&Tab; &Tab;data-comments&equals;"0" &NewLine;&Tab; &Tab;data-commentsbg&equals;"&num;ffcece" &NewLine;&Tab; &Tab;data-location&equals;"page" &NewLine;&Tab; &Tab;data-mutedfg&equals;"&num;dd9933" &NewLine;&Tab; &Tab;data-endfg&equals;"transparent" &NewLine;&Tab; &Tab;data-rtl&equals;"1" &NewLine;&Tab; &Tab;>&NewLine;<p> <&sol;p>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<p><strong>التجربة الثورية في ميكانيكا الكم&colon; تجربة شتيرن-غيرلاخ<&sol;strong><&sol;p>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<p>أحدثت تجربة شتيرن-غيرلاخ ثورة في م<a href&equals;"https&colon;&sol;&sol;elakademiapost&period;com&sol;&percnt;D8&percnt;A7&percnt;D9&percnt;84&percnt;D9&percnt;85&percnt;D8&percnt;BA&percnt;D9&percnt;86&percnt;D8&percnt;A7&percnt;D8&percnt;B7&percnt;D9&percnt;8A&percnt;D8&percnt;B3&percnt;D9&percnt;8A&percnt;D8&percnt;A7&percnt;D8&percnt;AA-&percnt;D8&percnt;A7&percnt;D9&percnt;84&percnt;D9&percnt;83&percnt;D9&percnt;84&percnt;D8&percnt;A7&percnt;D8&percnt;B3&percnt;D9&percnt;8A&percnt;D9&percnt;83&percnt;D9&percnt;8A&percnt;D8&percnt;A9-&percnt;D9&percnt;88&percnt;D9&percnt;85&percnt;D9&percnt;8A&percnt;D9&percnt;83&percnt;D8&percnt;A7&percnt;D9&percnt;86&percnt;D9&percnt;8A&percnt;D9&percnt;83&percnt;D8&percnt;A7-&percnt;D8&percnt;A7&sol;">يكانيكا الكم<&sol;a>، إذ أظهرت أن الكم المكاني موجود بالفعل وهو ظاهرة لا يمكن استيعابها إلا بميكانيكا الكم وسنتعرف في مقالنا على تلك التجربة لكن دعونا أولا نأخذ نبذة عن علمائها…<&sol;p>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<p><strong>&ast; &lpar;لمعرفة بعض من ظواهر ميكانيكا الكم تابع مقال<a href&equals;"https&colon;&sol;&sol;elakademiapost&period;com&sol;&percnt;d9&percnt;85&percnt;d8&percnt;a7-&percnt;d8&percnt;a7&percnt;d9&percnt;84&percnt;d8&percnt;b0&percnt;d9&percnt;8a-&percnt;d9&percnt;8a&percnt;d9&percnt;85&percnt;d9&percnt;8a&percnt;d8&percnt;b2-&percnt;d8&percnt;a7&percnt;d9&percnt;84&percnt;d8&percnt;a8&percnt;d8&percnt;aa-&percnt;d8&percnt;a7&percnt;d9&percnt;84&percnt;d9&percnt;83&percnt;d9&percnt;85&percnt;d9&percnt;8a-&percnt;d8&percnt;b9&percnt;d9&percnt;86-&percnt;d8&percnt;a7&percnt;d9&percnt;84&percnt;d8&percnt;a8&percnt;d8&percnt;aa-&percnt;d8&percnt;a7&percnt;d9&percnt;84&percnt;d9&percnt;83&percnt;d9&percnt;84&percnt;d8&percnt;a7&percnt;d8&percnt;b3&percnt;d9&percnt;8a&sol;"> ما الفرق بين البت الكمي والبت الكلاسيكي<&sol;a>؟<&sol;strong>&rpar;<&sol;p>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<h2 class&equals;"wp-block-heading">من هو «Ø£ÙˆØªÙˆ شتيرن-Oto Stern»ØŸ<&sol;h2>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<p><br>هو عالم ألماني، ولد في عام 1888 في &Zdot;ary وهي مدينة غرب بولندا وتوفي في 1969 في Berkeley، حاز على جائزة نوبل للفيزياء عام 1943&period;<&sol;p>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<h2 class&equals;"wp-block-heading">مراحل في حياة شتيرن<&sol;h2>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<p>كان يدرس مبكرًا نظرية الديناميكا الحرارية الإحصائية وأصبح محاضرًا في الفيزياء النظرية بجامعة فرانكفورت ومن ثم أستاذًا في الكيمياء الفيزيائية في جامعة هامبورغ&period;<&sol;p>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<p>حينها أجرى شتيرن ووالتر جيرلاخ تجربتهما التاريخية في هامبورغ في أوائل عشرينيات القرن الماضي&period;<&sol;p>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<p>اضطر شتيرن في عام 1933 للمغادرة من ألمانيا بسبب وصول النازيين إلى السلطة وذهب إلى الولايات المتحدة&period; إذ أصبح باحثًا في الفيزياء في معهد كارنيجي للتكنولوجيا ومكث هناك لحين تقاعده عام 1945&period;<&sol;p>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<p> حصل على جائزة نوبل عام 1943 لدوره في التجربة الشهيرة شتيرن-غيرلاخ في حين استُبعد زميله والتر غيرلاخ لأنه استمر في العمل مع النازيين أثناء الحرب، وأحدثت تجربتهما ثورة في ميكانيكا الكم&period; &lbrack;1&rsqb;<&sol;p>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<h2 class&equals;"wp-block-heading">من هو «ÙˆØ§Ù„تر غيرلاخ-Walther Gerlach»ØŸ<&sol;h2>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<p>هو عالم فيزيائي ألماني ولد في 1889 في Biebrich am Rhein وتوفي في 1979 في Munich&period; اشتهر بشكل خاص بعمله مع أوتو شتيرن&period;<&sol;p>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<h2 class&equals;"wp-block-heading">مراحل في حياة غيرلاخ<&sol;h2>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<p><br>تلقى تعليمه في جامعة توبنغن، إذ أصبح محاضرًا عام 1916 وبعد فترات في غوتنغن وفرانكفورت عاد إلى توبنغن كأستاذ في الفيزياء في عام 1925&period; ومن ثم أستاذ في الفيزياء في ميونخ من عام 1929 إلى عام 1957&period;<&sol;p>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<p>قدم مساهمات عدة في مجالات الإشعاع والتحليل الطيفي ونظرية الكم وله عدة كتب مثل «Magnetismus &lpar;1931&rpar;&comma; Include Grundlagen der Quantentheorie &lpar;1921&rpar;&comma; Humaniora und Natur &lpar;1973&rpar;»&period; &lbrack;2&rsqb;<&sol;p>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<h2 class&equals;"wp-block-heading">ما هي تجربة شتيرن-غيرلاخ ببساطة؟<&sol;h2>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<p>يدور الإلكترون حول النواة وينتج عنه تيار وتتصرف الذرة كما لو كانت مغناطيسيًا صغيرًا&excl; أجرى كل من العالمان أوتو شتيرن ووالتر غيرلاخ تجرية في عام 1922 هدفها توضيح الاتجاه المكاني للجسيمات الذرية ودون الذرية ذات القطبية المغناطيسية&period; &lpar;أي إثبات أن الحركة المدارية للإلكترون كمية&rpar;&period;<&sol;p>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<h2 class&equals;"wp-block-heading">ما الذي استخدماه شتيرن وغيرلاخ في تجربتهما؟<&sol;h2>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<p>•فرن كهربائي<br>•مجال مغناطيسي غير منتظم <br>•عينة من الفضة <br>•لوح زجاجي<&sol;p>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<h2 class&equals;"wp-block-heading">خطوات التجربة<&sol;h2>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<p><br>تم تسخين عينة الفضة في فرن كهربائي، لتنطلق حزمة من ذرات الفضة&period; وُجهت تلك الحزمة -استخدمت ذرات الفضة لأن غلافها الخارجي يحتوى على إلكترون واحد فقط- عبر مجموعة من الشقوق المحاذية&period; ومن ثم عبرت مجال مغناطيسي غير منتظم &lpar;كان القطب الشمالي مددب لتصبح شدة المجال المغناطيسي كبيرة والجنوبي مقعر لتقل عنده شدة المجال المغناطيسي&rpar;&period; &lbrack;3&rsqb; <&sol;p>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<div class&equals;"wp-block-image"><figure class&equals;"aligncenter is-resized"><img src&equals;"https&colon;&sol;&sol;elakademiapost&period;com&sol;wp-content&sol;uploads&sol;2021&sol;09&sol;spin&lowbar;and&lowbar;magnetic&lowbar;moment-edited&period;png" class&equals;"wp-image-41895" width&equals;"579" height&equals;"579" &sol;><&sol;figure><&sol;div>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<p>ومن ثم تترسب ذرات الفضة على اللوح الزجاجي ويحدث ما هو ليس متوقع؟<&sol;p>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<h2 class&equals;"wp-block-heading">فيما خالف تلك التجربة الفيزياء الكلاسيكية؟<&sol;h2>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<p>تعد ذرة الفضة محايدة كهربيًا فهي مغناطيس ذري يتسبب في دوران إلكترون غير مزدوج في أن ينشأ قطب شمالي وقطب جنوبي مثل إبرة البوصلة تمامًا&period; كذلك في المجال المغناطيسي غير المنتظم تكون القوى الموجودة على القطبين غير متساوية&period; فعند توجيه الحزمة تترسب ذرات الفضة في منطقتين فقط كما موضح بالشكل&period;<&sol;p>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<div class&equals;"wp-block-image"><figure class&equals;"aligncenter size-full"><img src&equals;"https&colon;&sol;&sol;elakademiapost&period;com&sol;wp-content&sol;uploads&sol;2021&sol;09&sol;Apparatus-of-a-Stern-Gelarch-experiment-A-silver-atom-beam-blue-beam-is-made-to&period;png" class&equals;"wp-image-41890" &sol;><figcaption>تجربة شتيرن-غيرلاخ<&sol;figcaption><&sol;figure><&sol;div>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<p>هذا ما خالف الفيزياء الكلاسيكية لأنه توقع العلماء أن تتوزع ذرات الفضة بشكل عشوائي&period; من خلال تلك التجربة توصل العلماء إلى أن للإلكترون حركة مدارية كمية حول النواة&period; وآنذاك لم يكن معروف عدد الكم المغزلي وكان معروف العزم المغناطيسي فقط، إذ تحتوى ذرة الفضة على 47 إلكترون وفي غلافها الخارجي 5s يظهر الـ Spin حيث جميع إلكتروناتها عزمها المغناطيسي صفر وذلك لإكتمال جميع الأغلفة عدا الذرة الأخيرة، فتتصرف الذرة كجسم عدده الكمي مقداره 1&sol;2&period; &lbrack;3&comma;4&rsqb;<&sol;p>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<div class&equals;"wp-block-image"><figure class&equals;"aligncenter size-full"><img src&equals;"https&colon;&sol;&sol;elakademiapost&period;com&sol;wp-content&sol;uploads&sol;2021&sol;09&sol;gdsg&period;png" class&equals;"wp-image-41900" &sol;><&sol;figure><&sol;div>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<h2 class&equals;"wp-block-heading">تطبيقات تجربة شتيرن-غيرلاخ<&sol;h2>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<p>طُبقت تجربة شتيرن-غيرلاخ لدراسة النيتروجين النشط وكذلك كان لها الفضل في اكتشاف الرنين المغناطيسي على يد العالم إيزيدو رابي&period;<&sol;p>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<h2 class&equals;"wp-block-heading">المصادر<&sol;h2>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<p>مصدر<a href&equals;"https&colon;&sol;&sol;www&period;britannica&period;com&sol;biography&sol;Otto-Sternhttps&colon;&sol;&sol;www&period;britannica&period;com&sol;biography&sol;Otto-Stern"> 1<&sol;a> <a href&equals;"https&colon;&sol;&sol;www&period;britannica&period;com&sol;biography&sol;Walther-Gerlach">2<&sol;a> <a href&equals;"https&colon;&sol;&sol;www&period;britannica&period;com&sol;science&sol;Stern-Gerlach-experiment">3<&sol;a> <a href&equals;"https&colon;&sol;&sol;learning&period;edx&period;org&sol;course&sol;course-v1&colon;GeorgetownX&plus;PHYX-008-01x&plus;2T2021&sol;block-v1&colon;GeorgetownX&plus;PHYX-008-01x&plus;2T2021&plus;type&commat;sequential&plus;block&commat;7aa6913a07184a2981277a17a23115d8&sol;block-v1&colon;GeorgetownX&plus;PHYX-008-01x&plus;2T2021&plus;type&commat;vertical&plus;block&commat;84c4898e7a2b4a6388f9c0c6b514dbef">4<&sol;a><&sol;p>&NewLine;<div class&equals;"uwp&lowbar;widgets uwp&lowbar;widget&lowbar;author&lowbar;box bsui sdel-9a8e25eb" ><div class&equals;"d-block text-center text-md-start d-md-flex p-3 bg-light ">&NewLine;&Tab;&Tab;&Tab;&Tab;<a href&equals;"https&colon;&sol;&sol;elakademiapost&period;com&sol;profile&sol;ayaa-yasser&sol;"><img src&equals;"https&colon;&sol;&sol;lh3&period;googleusercontent&period;com&sol;a-&sol;AOh14GiXc&lowbar;z5AZaFiwnh3BU4SS9upMkwh1XvIHNO6zpJ4A&equals;s96-c" class&equals;"rounded-circle shadow border border-white border-width-4 me-3" width&equals;"60" height&equals;"60" alt&equals;"Ayaa Yasser"><&sol;a>&NewLine;&Tab;&Tab;&Tab;&Tab;<div class&equals;"media-body">&NewLine;&Tab;&Tab;&Tab;&Tab;&Tab;<h5 class&equals;"mt-0">Author&colon; <a href&equals;"https&colon;&sol;&sol;elakademiapost&period;com&sol;profile&sol;ayaa-yasser&sol;">Ayaa Yasser<&sol;a><&sol;h5>&NewLine;&Tab;&Tab;&Tab;&Tab;&Tab;&NewLine;&Tab;&Tab;&Tab;&Tab;&Tab;<p>آية من مصر، أدرس الرياضيات، مُحبة للعلوم والبحث العلمي&period;<&sol;p>&NewLine;&Tab;&Tab;&Tab;&Tab;<&sol;div>&NewLine;&Tab;&Tab;&Tab;<&sol;div><&sol;div><&sol;div><div style&equals;'text-align&colon;center' class&equals;'yasr-auto-insert-visitor'><&excl;--Yasr Visitor Votes Shortcode--><div id&equals;'yasr&lowbar;visitor&lowbar;votes&lowbar;618f87b656566' class&equals;'yasr-visitor-votes'><div class&equals;"yasr-custom-text-vv-before yasr-custom-text-vv-before-41889">اضغط هنا لتقييم التقرير<&sol;div><div id&equals;'yasr-vv-second-row-container-618f87b656566' &NewLine; class&equals;'yasr-vv-second-row-container'><div id&equals;'yasr-visitor-votes-rater-618f87b656566' &NewLine; class&equals;'yasr-rater-stars-vv' &NewLine; data-rater-postid&equals;'41889' &NewLine; data-rating&equals;'0' &NewLine; data-rater-starsize&equals;'32' &NewLine; data-rater-readonly&equals;'false' &NewLine; data-rater-nonce&equals;'79bfbbed13' &NewLine; data-issingular&equals;'true' &NewLine; ><&sol;div><div class&equals;"yasr-vv-stats-text-container" id&equals;"yasr-vv-stats-text-container-618f87b656566"><svg xmlns&equals;"https&colon;&sol;&sol;www&period;w3&period;org&sol;2000&sol;svg" width&equals;"20" height&equals;"20" &NewLine; class&equals;"yasr-dashicons-visitor-stats" &NewLine; data-postid&equals;"41889" &NewLine; id&equals;"yasr-stats-dashicon-618f87b656566"> &NewLine; <path d&equals;"M18 18v-16h-4v16h4zM12 18v-11h-4v11h4zM6 18v-8h-4v8h4z"><&sol;path> &NewLine; <&sol;svg><span id&equals;"yasr-vv-text-container-618f87b656566" class&equals;"yasr-vv-text-container">&lbrack;Average&colon; <span id&equals;"yasr-vv-average-container-618f87b656566">0<&sol;span>&rsqb;<&sol;span><&sol;div><div id&equals;'yasr-vv-loader-618f87b656566' class&equals;'yasr-vv-container-loader'><&sol;div><&sol;div><div id&equals;'yasr-vv-bottom-container-618f87b656566' class&equals;'yasr-vv-bottom-container'><&sol;div><&sol;div><&excl;--End Yasr Visitor Votes Shortcode--><&sol;div>

Related Post
Ayaa Yasser

آية من مصر، أدرس الرياضيات، مُحبة للعلوم والبحث العلمي.

Share
Published by
Ayaa Yasser

Recent Posts

بديل اللحم النباتي المبتكر.. ثورة صحية على مائدتك من دقيق عباد الشمس!

وفقاً للباحثين، يمهد هذا الابتكار الطريق لاستخدام عباد الشمس على نطاق واسع في صناعة الأغذية…

19 ساعة ago

فك شفرة الزمن: جينوم مصري قديم بعمر 4800 عام يعيد كتابة تاريخ البشرية

في خطوة علمية رائدة تُحدث تحولاً جذرياً في فهمنا لأصول الحضارة المصرية القديمة، نجح فريق…

يومين ago

ثورة في فهمنا للتطور: ديدان الأرض تُعيد كتابة قوانين التطور

لطالما سيطرت نظرية التطور لداروين، التي تفسر الحياة على أنها نتاج تراكم بطيء وتدريجي لتغيرات…

يومين ago

الجينوم الزراعي: مستقبل الأمن الغذائي ومقاومة التغيرات المناخية

شراكة عالمية بين أكاديمية البحث العلمي والتكنولوجيا وجامعة ولاية فرجينيا الغربية مصر والولايات المتحدة إطلاق…

3 أيام ago

الصندوق الأسود داخل الخلية يُفتح أخيراً: “الهيميفيوزوم”، كيف ستعيد “محطة شحن” خلوية كتابة الطب الحديث؟

في كل لحظة، وداخل كل خلية من خلايا أجسادنا التي تُعد بالمليارات، تحدث عمليات معقدة…

4 أيام ago

نحو مستقبل خالٍ من اللدائن الدقيقة: كيف تفتح البامية والحلبة آفاقًا جديدة لمكافحة التلوث البلاستيكي في المياه؟

يُمثل التلوث باللدائن الدقيقة (Microplastics) تحديًا بيئيًا عالميًا متصاعدًا وغير مرئي، يهدد سلامة أنظمتنا البيئية…

5 أيام ago