השאלה המלאה: כיצד משפיעה מכניקת הקוונטים על המדע המעשי? מה היה הגורם ליצירת התורה הזאת ואיך היא משפיעה על האנושות? יפה.
שלום יפה,
לקראת סוף המאה ה-19 התגלו תופעות שאי אפשר להסביר אותן באמצעות הפיסיקה שהייתה ידועה עד אז , והן הובילו להתפתחותה של תיאוריית הקוונטים בתחילת המאה ה-20. בין הבולטות שבהן היו בעיות קרינת גוף שחור, הספקטרום של אטום המימן והאפקט הפוטו-אלקטרי.
בשנת 1900 הציע הפיסיקאי הגרמני מקס פלאנק הסבר לקרינת גוף שחור, כשהניח שהאור מורכב מכמויות בדידות של אנרגיה (קוונטות) ושכמות האנרגיה בכל קוונטה פרופורציונית לתדירות האור. חישובים קודמים של אנרגיית הקרינה של גוף שחור הביאו לתוצאה הלא הגיונית שלפיה הגוף פולט כביכול אנרגיה אינסופית (נקרא גם הקטסטרופה של העל-סגול).הרעיון המהפכני של פלאנק הצליח לראשונה להסביר את ספקטרום הקרינה של גוף שחור באמצעות הנחה פיסיקלית פשוטה. על המחקר הזה הוא זכה בפרס הנובל בשנת 1918.
לאחר מכן השתמש אלברט איינשטיין בהנחות של פלאנק כדי להסביר את האפקט הפוטו-אלקטרי ונילס בוהר נעזר באותם רעיונות כדי להסביר את הספקטרום של אטום המימן. במשך חמישים השנים הבאות התפתחה תיאוריית הקוונטים בצורה מדהימה וכיום היא אחת מאבני היסוד של הפיסיקה. אין פיסיקאי שאינו מכיר את יסודותיה, ורוב המחקר הפעיל בימינו עוסק בתחומים שהתפתחו בעקבותיה.
רבים מהפיסיקאים שפיתחו את יסודות תיאוריית הקוונטים בתמונה מכנס סולווה. 1927
ברוב התופעות הפיסיקליות שאנו מכירים ביומיום איננו רואים את הכמויות הבדידות האלה של אנרגיה, והאופי הקוונטי של החלקיקים נסתר מעינינו, אך תיאוריית הקוונטים מהותית לדרך שבה אנו מבינים את העולם. בלעדיה לא יכולנו להסביר כראוי את צבע השמש והשמיים, תכונות בסיסיות של חומרים לא היו ברורות לנו וגם הטבלה המחזורית של היסודות לא הייתה מובנת לעומקה.
בהיבט היותר שימושי, טכנולוגיות בסיסיות שאנו משתמשים בהן באופן יומיומי מבוססות על תיאוריית הקוונטים: למשל טרנזיסטורים (הרכיבים הבסיסיים של מחשבים, מחשבונים וטלפונים סלולריים מכל הסוגים), לייזרים, מנורות לד ופלורוסנטים, תאים סולריים, מכשירי MRI בבתי חולים, מגנטים ועוד.
בומרנג – בחזרה אלייך
איזה חתול מפורסם בהקשר של תיאוריית הקוונטים ואיזה עיקרון בסיסי בתיאורייה הוא מדגים?
חגי אדרי
המחלקה לפיסיקה של מערכות מורכבות
מכון ויצמן למדע
הערה לגולשים
אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך בתגובה לכתבה זו ואנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה יתקבלו תמיד בברכה.
