Πέμπτη, 21 Μαΐου 2009

Start from light

"Ολα ξεκίνησαν από το φως".
Το τελευταίο κομμάτι της ...προίκας μου.
Μια ταχεία αναδρομή στην πορεία που ακολούθησε η επιστημονική σκέψη
ανάμεσα στις συμπληγάδες των διαφόρων κατεστημένων.
Η παρουσιασούλα πλαισιώνεται από κάτι ελαφρώς κακέκτυπες δικές μου ζωγραφιές
το γνωστό σε κάποιους ανάλαφρο στυλ maxplanck.
Ισως για να καταστούν και οι τανυστές πιο εύπεπτοι.
@ Προφήτης
---------------------------------------------------------------------------------------
---------------------------------------------------------------------------------------
Το φως
Θα μπορουσε να χαρακτηρισθει η ... κατ'εξοχην προσωπικοτητα του εικοστου αιωνα.Τρελλανε τους ζωγραφους ,ενεπνευσε τους ποιητες αλλα κυριως διχασε τους φυσικους!
Οι δυο μεγαλες επαναστασεις στη φυσικη ειχαν ορμητηριο το φως.Η μια ειχε να κανει με τη φυση του και η αλλη με τη ταχυτητα του.Η κβαντομηχανικη εμφανισθηκε οταν η κυματικη θεωρηση της φυσης του φωτος αδυνατουσε να εξηγησει σωρεια πειραματων.Ο μεγαλος φυσικος Max Planck προωθησε την ιδεα των κβαντα φωτος ,επιχειρωντας να εξηγησει τα ανεξηγητα.Η θεωρια της σχετικοτητας απο την αλλη δεν ηταν παρα το ωριμο "θρεμμα" των "αποτυχημενων" πειραματων των Michelson-Morley.Για την ιστορια ,αναφερω οτι το πειραμα Μ-Μ ειχε να κανει με τη μετατοπιση των κροσσων συμβολης που παρηγαγαν κατα τη συμβολη τους δυο δεσμες μονοχρωματικου φωτος,η οποια μετατοπιση θα ειχε να κανει με τη διαφορα φασης αναμεσα στις δεσμες.
Λιγο πιο απλα:οι δυο επιστημονες επιχειρησαν να μετρησουν τη διαφορα στη ταχυτητα του φωτος λογω της περιστροφικης και οχι μονο κινησης της Γης!
Λοιπον φιλοι, η εκπληξη τους δεν ειχε προηγουμενο.Το φως εδειχνε να αδιαφορει πληρως!!!Οι δυο εκλεκτοι ερευνητες εμειναν... κοκκαλο!!!
Να, επανελαβαν το πειραμα με διαφορετικες γωνιες του συμβολομετρου τους,να το επανελαβαν σε διαφορετικες εποχες ,το φως το βιολι του!
In simply ellinicos!!! η ταχυτητα του φωτος δεν αλλαζει οταν η φωτεινη πηγη κινειται...
Δηλαδη ,μπορει να ρωτησει καποιος,αν η πηγη κινειται με ταχυτητα V και το φως ως γνωστον με ταχυτητα C,εγω που ειμαι παρατηρητης δε θα μετρησω ταχυτητα C+V,ή C-V ???
Οχι φιλε μου,αυτα τα λεει η κλασσικη μηχανικη.
Θα μετρησεις ταχυτητα C !!!
Ωχ ! ! !

E pur si muove !!!
Ο Γαλιλαιος.
Ο Γαλιλαιος ειδε ... απλα τα πραγματα.
Εστω οτι εχουμε δυο συστηματα αναφορτας.
Ενα ειναι το Οχψz και ενα το Ο'χ'ψ'z'.
Το ενα κινειται ως προς το αλλο κατα χ.
Με ταχυτητα v.
Kατα χχ'.
Λεει λοιπον ο τυφλος σοφος:
Θα εχω διαφορετικη μετρησιμη τιμη κατα χ???
Φυσικα!
χ'=χ-v*t
Πειραζω τα ψ και z ???
Ουχι! Ουτε να το διανοηθειτε!
ψ'=ψ
z'=z
Kαι ... t'=t
Η παραδοχη οτι ο χρονος κυλαει με τον ιδιο ρυθμο , ανεξαρτητα απο τις τζαναμπετιες του συστηματος αναφορας, δεν αποτελει μονο βασικη αρχη της κλασσικης φυσικης.Προκυπτει αβιαστα και απο τη καθημερινη μας εμπειρια!
Εδω καπου νοιωθω να μου τραβανε το μανικι τα πειραματα M-M !!!
Oχι, δε προκειται για τις γνωστες καραμελες
"και με μας τί γινεται???"
Ξερω και γω ρε παιδια.
Ας ρωτησουμε τον ... Lorentz!!!
----------------------------
Πολλοι φιλοι ακουν για σχετικοτητα και ... νοωθουν λιγο αβολα.
Θα τους αφησουμε ετσι???
Επεται και συνεχεια λοιπον
.
Lorentz ... ο γερο - σοφος!
-----------------------------------
Δεν του αρεσαν καθολου οι μετασχηματισμοι του Γαλιλαιου!
Αν του δινοταν η ευκαιρια θα του τραβουσε ευχαριστως τη ... γενειαδα!
Λοιπον ,ο Lorentz ε χμμ... λιγα πραγματα "πειραζει" !
Αρχικα δε πειραζει τα ψ
Ο.κ. ουτε τα z πειραζει!
Εκφραζει ομως τις μικρες του διαφωνιες στα... χ
X'=γ*(χ-v*t)
Ενω δε του γλυτωνει ουτε ο χρονος
t'=γ(t-x*v/c^2)
Μπρααααβο
Καταφερες και μας εμπλεξες !!!
ΟΧΙ ΡΕ ΠΑΙΔΙΑ!!!
Ενα... γ πεταξα μεσα


"Ο ανηψιος σας ειναι ηλιθιος?"
Κοψε κατι.-
Φιλες και φιλοι
O Einstein...
Θελετε και το μικρο του?
Αλβερτος,Albert, η οπως προτιματε σε τελευταια αναλυση!!!
Μμμμ σιγα,ενας ασημαντος υπαλληλος σε γραφειο ευρεσιτεχνιων!!!
Τί να κανουμε ρε παιδια?
Τα προς το ζην βλεπετε!!!
Και λεει λοιπον ο ... υπαλληλακος
"Ποιους επιλεγουμε?"
Τους μετασχηματισμους του Γαλιλαιου ή αυτούς του Lorentz???
Το ζυγισε απο δω , το ζυγισε απο κει ...
Θα παρουμε τους... Lorentz με ολες τις συνεπειες που αυτοι συνεπαγονται!!!!!!!!
Και οι συνεπειες δεν ειναι ανωδυνες.
Θα πρεπει να αρνηθουμε οτι πρεσβευουν οι απλοι,οι αυτονοητοι νομοι της
κλασσικης φυσικης!
"ΣΟΒΑΡΟΛΟΓΕΙΣ?"
"Και περιμενεις να το δεχθουμε αυτο?"
Οχι παντου και παντα ρε παιδια!
Μονο για μεγαλες ταχυτητες!
Συγκρισιμες με αυτες του φωτος!
Λεει λοιπον ο... Αλβερτακος!
1)Η ταχυτητα του φωτος ειναι ιδια για ολα τα αδρανειακα συστηματα (σκοτιστηκαμε αν κινουνται!)
Και η μεγαλυτερη στη φυση (για το κενο,τον αερα)
2)Οι νομοι της φυσης ειναι ιδιοι σε ολα τα αδρανειακα συστηματα αναφορας!
Εκτακτα!!!
Ολα ειναι σχετικα???
ΟΟΟΟΧΙΙΙΙ !!!
Ουτε η ταχυτητα του φωτος ειναι σχετικη ,ουτε οι νομοι της φυσης!!!

Παει η αθροιση ταχυτητων...
Μεχρι εδω ητανε!
Ναι,αλλα γιατι?
Εστω οτι ενα σωμα κινειται κατα χχ'.
Σε ενα συστημα αναφορας Οχψz.
Μετραμε τη ταχυτητα του και τη βρισκουμε Vx.
Ελα ομως που μας ενδιαφερει η ταχυτητα του ως προς το αλλο συστημα αναφορας ,το Οχ'ψ'z' !!!
Και γιατι αυτο παρακαλω???
1)γιατι ... ετσι μας αρεσει!
2)ποτε δεν ξερεις πού θα βρεθεις και ως προς ποιο συστημα θα κανεις τους
υπολογισμους σου!
3)ετσι ειναι αυτα τα μυστηρια οντα ... οι επιστημονες!Οι γυναικες τους το καταλαβαν.Και επαψαν να τους ενοχλουν με προβληματα της μορφης "να αλλαξεις λαμπα στο διαδρομο","ποτε θα παμε τα δωρα στους κουμπαρους",ή το φρικτοτερο ολων..."η βρυση στο μπανιο τρεχει" !!!
Πισω λοιπον στα συστηματα και στην ... ησυχια τους
Το Οχ'ψ'z' κινειται με ταχυτητα V ως προς το Oxz.
Αρα η ταχυτητα του σωματος στο νεο συστημα θα ειναι:

V'x=x'/t'.
"Δεν αλλαξε τίποτε,δεν αλλαξε τίποτε" σαν να ακουω τα χαρουμενα τραγουδακια!!!
Λιγο τη προσοχη σας.
χ'=γ(χ-Vt) και t'=γ(t-xV/c^2)
Αla uno,ala due ,ala tre,

H σωστη σχεση ειναι
Παρατηρουμε λοιπον οτι με τη βοηθεια των μετασχηματισμων του γερο-Lorentz,η ταχυτητα του φωτος παραμενει σταθερη και αμεταβλητη σε καθε αδρανειακο συστμα αναφορας.οι νομοι του ηλεκτρομαγνητισμου ... τη γλυτωσαν!!!
Και ενα μικρο μυστικο:ολη η προπσαθεια του Lorentz δεν αποσκοπουσε παρα στη διασωση των νομων του ηλεκτρομαγνητισμου!!! Καλα ε
Για το φως δε μιλαγαμε???
Ας δουμε τί γινεται και με το φως.
Το φως λοιπον κινειται με ταχυτητα C ως προς το πρωτο συστημα και με ταχυτητα C' ως προς το δευτερο.
Εφαρμοζουμε τη πιο πριν σχεση και ....

Καπου εδω αρχιζουν και τα γλεντια!
Ενας φιλος μου ερχεται στη Λαρισα.
Καθ'οδον μου τηλεφωνει
"Ελα φιλε ,σε καμμια ωριτσα εφτασα!Ετοιμασε τα σχετικα!"
Ετοιμαζω και γω λοιπον ενα λιτο γευμα για τον κουρασμενο οδοιπορο.
Λιγο κοντοσουβλι,λιγο κεμπαπ πεντ'εξη σαλατικα!!!
Και περιμενω....
Και περιμενω....
Το βραδακι ,νατος ο λεβεντης.
"δεν αργησα ε"
"Καλα" ρωταω "με ποσα ερχοσουνα?"
Ο φιλος μου ετρεχε με 0,98C!!!
Γι'αυτον περασε μια ωρα.Για μενα ομως... πολυ περισσοτερο!
Διαστολη του χρονου???
Πεστε κι ετσι!
Το πως θα το βαφτισουμε λιγο μας ενδιαφερει.
Η φοβερη και τρομερη σχεση ειναι: Δt=Δt' * γ
Ο ακινητος παρατηρητης μετραει χρονικο διαστημα Δt ,ενω ο κινουμενος Δt'.


Συστολή του μήκους
Εχετε πάρει κάποια παραπανίσια κιλα?
Ανοιγετε διαρκώς νεες τρύπες στη ζώνη σας?
ΘΕΛΕΤΕ να αδυνατίσετε
αλλα ΜΙΣΕΙΤΕ τις διαιτες?
Η επιστήμη εχει τη λύση!!!

Φυσικα,πολλες παρεξηγησεις δημιουργουνται!
Αν για παραδειγμα ο κινουμενος παρατηρητης κραταει ενα ομορφο πασχαλινο αυγο στα χερια του,ο ακινητος θα το περασει για... λουκανικο!!!
Κατα τη διευθυνση της κινησης και μονο το μηκος που μετρα ο ακινητος,ειναι πολυ μικροτερο!!!
κι εγω "βγαινω" καπως ετσι...
Κουκλος!!!

Λοιπον, που ειχαμε μεινει ,α, ναι
Δεν υπαρχει αλλη σχεση,δεν υπαρχει αλλος τυπος που να προξενει μεγαλυτερη εντυπωση.
Εγινε πινακας,πουκαμισο ,αφισα για φοιτητικα δωματια,στολισε συσκευασιες για ... γαριδακια,προβληματισε,συζητηθηκε οσο ελαχιστοι αλλοι τυποι,κοντολογης ΕΚΑΝΕ ΚΑΛΗ ΦΑΣΑΡΙΑ!
Φιλες και φιλοι ιδου η super σχεση

Αυτο λεγεται παντρεια!
Παντρευεται ο δουλος του Νου ,Αφθαρσιος τη υλη(δοτικη!) τη δουλη του Νου,Αρχη διατηρησης της ενεργειας!!!
Οι δυο αρχες ενοποιουνται σε μια.
Η μαζα περικλειει ενεργεια.
Η μαζα μπορει να μετατραπει σε ενεργεια.
Και η ενεργεια, μπορει να μετατραπει σε μαζα???
ΦΥΣΙΚΑ!!!
Και βγαινει πολυ πραμα?
Ναι!
Για να καταλαβετε 1γραμμαριο ουρανιου δινει τοση ενεργεια οση δινει σε μια μερα ενα μεγαλο εργοστασιο της Δ.Ε.Η.(ξερετε τωρα,το... αιωνιο ελληνικο φως !!!)
Και για να'χουμε καλο ρωτημα:
"ποια μαζα ειναι αυτη?"
Υπαρχει η μαζα ηρεμιας που δινει την ενεργεια ηρεμιας Εο και υπαρχει και η σχετικιστικη μαζα η γ*m η οποια δινει την ολικη ενεργεια του σωματος...
Μη σκατε και τοσο...
Σιγα-σιγα θα παμε

H φοβερη φωτογραφια της Αndrea Schroeder θα μπορουσε να περιγραψει πώς απο κατι καλο βγαινει κατι ...καλυτερο!

Η ειδικη θεωρια της σχετικοτητας τα πηγε πολυ καλα.
Επιβεβαιωθηκε απο πληθωρα πειραματων.
Ωστοσο οταν εχεις δεικτη νοημοσυνης ικανο να σε συμπεριλαβουν στο...top ten ολων των εποχων,δε βιαζεσαι να τη μετονομασεις σε αρχη!
"Χιλια πειραματα να δειχνουν οτι εχω δικιο, ενα αρκει για να αποδειχθω λαθος"!!! Οχι δεν εχει κανει μονο με την επιφυλακτικοτητα!
Εχει να κανει πρωτιστα με το μεγαλειο της σεμνοτητας!!!
Και προχωραμ(ν)ε.
Κι αν ενα συστημα ειναι μη αδρανειακο?
Αν ειναι επιταχυνομενο???
Εδω θελει κοτσια!
Καποιοι τα ειχανε.Και προχωρησανε στην επαναδιατυπωση των νομων της φυσικης ωστε να ισχυουν σε καθε συστημα.
Φιλες και φιλοι
Ειναι μοντερνα
Ειναι ομορφη
Και γεματη υποσχεσεις!!!
Υποδεχθειτε τη ΓΕΝΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ ΤΗΣ ΣΧΕΤΙΚΟΤΗΤΑΣ !!!


Το βαρυ πυροβολικο , ο αχωριστος συντροφος της Φυσικης , το απολυτο νυστερι ,κληθηκε σε βοηθεια.
Κι οταν ο φιλος ζηταει βοηθεια, ο φιλος ειναι παντα διπλα του.Τα μαθηματικα εφτασαν.
Σε ολο το μεγαλειο τους.
ΧΕΙΡΟΚΡΟΤΕΙΣΤΕ ΤΑ.

Δεν ηρθαν για να χασουν...
Ο τανυστικος λογισμος,το θωρηκτο των διανυσματων επεδραμε.
Οι τανυστες ειναι γενικευσεις διανυσματων.Εχουν πιο πολλες συνιστωσες απο τα διανυσματα.
Βασικο χαρακτηριστικο:αν ειναι ισοι σε ενα συστημα αναφορας ,τοτε ειναι παντου ισοι.Κοντολογης,δε μασανε απο κινησεις και αλλα κολπακια!!!

Η βασικη αρχη της ΓΘΣ ειναι η ισοδυναμια των δυο "μορφων" που εμφανιζεται η μαζα.Της βαρυτικης μαζας και της αδρανειακης μαζας!!!
Αυτη ειναι και η ΑΡΧΗ ΤΗΣ ΙΣΟΔΥΝΑΜΙΑΣ.
Η αδρανειακη ειναι η μαζα που εμφανιζεται στο θεμελιωδη νομο της Μηχανικης,F=ma
Η βαρυτικη ειναι η μαζα που εμφανιζεται στο νομο της παγοσμιας ελξης.
Η ταυτιση των δυο μαζων αποτελει το θεμελιωδη λιθο της ΓΘΣ
Kαι μη ξεχναμε τη φοβερη σημασια που δινει η Κοσμολογια στη θεωρια αυτη!!!

---------------------------------------------------------------------------
ΓΕΩΜΕΤΡΙΑ RIEMANN
ετσι για μη ξεχνιόμαστε δηλαδής...


Σωμα γεματο... μελανιες!!!
-----------------------------------
Γιατι τα μελανα -και ουχι μελανιασμενα σωματα!-δημιουργησαν τοσα προβληματα?
Αλλ'ας δουμε αρχικα τι ειναι αυτα τα μελανα σωματα.
Λοιπον φανταστειτε μια κοιλοτητα ,μια σφαιρα τελος παντων.
Απο αδιαφανες υλικο.Ανοιξτε μια μικρη τρυπουλα και κοιταξτε μεσα.΄
Πω-πω,ονειρο,θε'ικο,τελειο!!!
Ποιο ρε παιδια?
Τιποτε απολυτως δε βλέπετε!!!
Ενα μελανο σωμα λοιπον απορροφα τα παντα!(εκτος απο λογαριασμους,χρεη,απληρωτες δοσεις πιστωτικης...)
Η ονομασια αυτη δοθηκε διοτι στη συνηθισμενη θερμοκρασια ενα μελανο σωμα ειναι... μελανο ,δηλαδη μαυρο!
Απορροφα καθε μηκος κυματος κατα συνεπεια και τα μηκη του ορατου φωτος.
Με το που αντιληφθηκαν οι επιστημονες του 19ου αιωνα την ολη υποθεση...ΠΑΝΩ ΤΟΥ ΣΥΝΑΔΕΛΦΟΙ,ΙΔΟΥ ΠΕΔΙΟΝ ΔΟΞΗΣ ΛΑΜΠΡΟΝ!!!
Κι αρχισε η χαρουμενη διατυπωση νομων...

1)Νομος Stefan-Boltzmann
Δεν ειμαστε μοναχοφαγαδες!
Ουτε γινεται μονο να παιρνουμε.
Και μελανο σωμα να εισαι,κατι θα εκπεμψεις και συ!
Εστω οτι ενα μελανο σωμα εχει θερμοκρασια Τ.
Ενω το περιβαλλον εχει θερμοκρασια Τπερ.
Η ολικη ισχυς ανα μοναδα επιφανειας,Αολ. της ακτινοβολιας που θα εκπεμψει δινεται απο τη σχεση Αολ=σ(Τ^4 - Τπερ.^4)
Κρατειστε την ουσια:
Ακομη κι ενα μελανο σωμα,αν εχει θερμοκρασια μεγαλυτερη απο τους 0 βαθμους Kelvin ,κατι θα εκπεμψει!!!
Ποιος ειπε οτι τα μελανα σωματα ειναι πληκτικα??

2)Νομος του Wien
Aκομη καλυτερα , νομος της μετατοπισης του Wien.
Τι ειναι αυτο που μετατοπιζεται ρε παιδια???
Ε να χμμ... το μεγιστο μηκος κυματος της εκπεμπομενης ακτινοβολιας!
Ουφ, το ειπα!
Αδιαφορος νομος μου φαινεται θα πει καποιος.
Οχι και τοσο ,αν συνδυαστει με τη καμπυλη γκουχγκουχ ... φασματικης κατανομης αφετικης ικανοτητας....
Οικτο οικτο,πες το πιο απλα!!!!!!!!!!
3)Λοιπον παρ'ολες τις φιλοτιμες προσπαθειες των Rayleigh και Jeans
η κλασσικη φυσικη απετυχε να ερμηνευσει την ακτινοβολια του μελανου σωματος...

Εχω ανοιξει τη φωτογραφια του και τη κοιταζω.
Καθε φορα και μια διαφορετικη εκφραση.
Τελος παντων... αλλη φορα αυτα.
-------------------------------------------
Η παταγωδης αποτυχια της κλασσικης φυσικης ,οδηγησε τον Ανδρα σε ενα απονενοημενο για την εποχη του διαβημα.
Να θεωρησει οτι η ενεργεια ταλαντωσης των ατομων παιρνει διακριτες τιμες.Ωστοσο δεν ηταν διολου ικανοποιημενος απο τη θεωρια στην οποια "αναγκαστηκε" να καταληξει και η οποια εμελλε να προκαλεσει ανεπανορθωτο ρηγμα στο λαμπρο κατα τα αλλα οικοδομημα της Κλασσικης Φυσικης.Σε επιστολη του χαρακτηρισε τη θεωρια του ως "πραξη απογνωσης στην οποια κατεφυγε επειδη επρεπε πασει θυσια να βρεθει μια θεωρητικη ερμηνεια,οποιοδηποτε κι αν ηταν το τιμημα".
Η μεγαλη-αδιαμφισβητητα -αποδοχη που ετυχε η θεωρια του,αποτελεσε το εναυσμα για την εμφανιση στο προσκηνιο ρηξικελευθων ιδεων καθως και την απαρχη της αμφισβητησης θεμελιωδων παραδοχων.
Κυριες και Κυριοι
Φιλες και Φιλοι
Ο Max Planck....

Τι ειπε λοιπον?
"Η ενεργεια εκπεμπεται και απορροφαται ΑΣΥΝΕΧΩΣ.Η ενεργεια μπορει να παρει μονο διακριτες τιμες,ακεραια πολλαπλασια της στοιχειωδους ποσοτητας που ονομαζεται κβαντο ή φωτονιο"
Την ονομασια αυτη εδωσε ο Einstein απο την ελληνικη λεξη ΦΩΣ.
Ισχυει λοιπον η σχεση Ε=nhf
n:ο ακεραιος πολλαπλασαιαστης
h:σταθερα που εχει το ονομα του Ανδρα: σταθερα Planck
f:η συχνοτητα του ταλαντωτη ή αν προτιματε της ακτινοβολιας.
Με γρηγορες κινησεις "διορθωσε " τη σχεση Rayleigh-Jeans,υπολογισε τη σταθερα Stefan-Boltzmann,υπολογισε τη σταθερα του Wien...

Ο ... ΜaxPlanck ειχε ηδη διατυπωσει (απο το 1907) τη σκεψη οτι βαρυτικες αλληλεπιδρασεις μπορουν να εμφανιζονται και αναμεσα σε "σωματα" με ενεργειακη ... υποσταση και μονο!
Ιδεα η οποια δεν ετυχε αναλογης προσοχης και αναγνωρισης οχι τουλαχιστον πριν τις α'ινστα'ινιες ρησεις ,για να θεωρηθει τελικα φυσικο επακολουθο της αρχης της ισοδυναμιας.
Οντως η ΓΘΣ προεβλεπε συν τοις αλλοις και τη καμπυλωση των φωτεινων ακτινων κατα τη διελευση τους μεσα απο βαρυτικα πεδια!
Καλα ,μη φανταστειτε στραβωμα σαν αυτο του σχηματος!
Μιλαμε για ... παρεκτροπες της ταξης των 10^(-4) μοιρων!!!
Οι οποιες εχουν ηδη επιβεβαιωθει απο το 1919.


O ιδιος ο Einstein ,βασιζομενος στη θεωρια των φωτονιων,δημοσιευει το 1905 την ερμηνεια του φωτοηλεκτρικου φαινομενου, για την οποια και του απονεμεται το Nobel φυσικης το 1921 (και οχι για τη περιφημη θεωρια της Σχετικοτητας)
O Arthur Holly Compton (βραβειο Nobel 1927) επιβεβαιωνει την ολη θεωρια με το περιφημο φαινομενο Compton.

H μπαλα τωρα σε εναν πριγκηπα.Λογω καταγωγης θα πουν μερικοι.Οχι φιλοι μου, η μοναδικη αριστοκρατια που παραδεχομαστε ειναι αυτη της ΚΑΡΔΙΑΣ ΚΑΙ ΤΟΥ ΠΝΕΥΜΑΤΟΣ.Υποδεχθειτε τον Louis de Broglie.

Υλικα κυματα???
Θα μας κουφανεις?
Οχι εγω ρε παιδια.
Τα παραπονα σας στον De Broglie...
Aλλα ας τον αφησουμε να μιλησει ο ιδιος.
Ακολουθει αποσπασμα απο τον πανηγυρικο που εκφωνησε κατα την απονομη του Nobel το 1929
"Απο το ενα μερος μας ενοχλει το γεγονος οτι στη κβαντικη θεωρια του φωτος οριζουμε την ενεργεια του σωματιδιου ως Ε=hf ,δηλαδη συναρτησει της συχνοτητας f.Aλλα μια αμιγως σωματιδιακη θεωρια δε μας δινει τη δυνατοτητα να ορισουμε συχνοτητα"
Συμφωνα με τον De Broglie ,το ηλεκτρονιο αλλα και καθε αλλο σωματιο εχει διττη υποσταση.Ειναι σωματιο αλλα και κυμα.Αν λοιπον εχει ορμη P τοτε θα εχει μηκος κυματος λ=h/p=h/(mu).
Οπως τα φωτονια ετσι και τα σωματια της υλης θα εχουν ενεργεια E=hf αρα και συχνοτητα f=E/h
Να διευκρινησουμε κατι βασικο!
Το κυμα που αντιστοιχει σε καθε σωματιο δεν ειναι ηλεκτρομαγνητικο κυμα αλλα υλικο
Και γιατι δεν ειναι παρατηρησιμα στα σωματα του περιγυρου μας???

"Καθε πραγμα στον καιρο του κι ο κολιος τον Αυγουστο"
Η συντριπτικη πλειοψηφια των φυσικων που εχουν διαπρεψει ,εχουν προτεινει θεωριες και παρουσιασει ιδεες ,σε νεαρα ηλικια οντες!!!
Αν καποιος σκεφτει τον Isaak Newton θα του προτεινα να ΜΗΝ τον σκεφτει!!!
Απο τον "κανονα" αυτο δεν ξεφυγε φυσικα ουτε ο Werner Heisenberg.
To 1927 και σε ηλικια 26 ετων παρουσιαζει την ΑΡΧΗ ΤΗΣ ΑΒΕΒΑΙΟΤΗΤΑΣ ή ΑΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΤΙΑΣ και εισπραττει το σχετικον (ενα ... Nobel δηλαδη) το 1932.
Τί λεει ομως η αρχη?
Λοιπον, δεν ειναι δυνατον να υπολογισουμε ταυτοχρονα και τη θεση και την ορμη ενος σωματιδιου με απεριοριστη ακριβεια!!!Οσο ακριβεστερα υπολογιζουμε τη μια, τοσο μειωνεται η ακριβεια στον προσδιορισμο της αλλης.
"Ε,σιγα" θα πει καποιος ,"αυτο οφειλεται στην ατελεια των οργανων μετρησης'
Οχι φιλοι μου, οφειλεται στη φυση των πραγματων...
Αν λοιπον Δχ ειναι το σφαλμα στον υπολογισμο της θεσης και Δp το σφαλμα στον υπολογισμο της ορμης τοτε Δχ*Δp >=h/2π
Αλλα ας μιλησει ο ιδιος ο Heisenberg
"Ας υποθεσουμε οτι θελουμε να υπολογισουμε τη θεση και την ορμη ενος ηλεκτρονιου με πολυ μεγαλη ακριβεια.Για να καθορισουμε τη θεση του πρεπει απαραιτητως να το δουμε.Για να το δουμε πρεπει να πεσει πανω στο ηλεκτρονιο τουλαχιστον ενα φωτονιο,το οποιο κατοπιν θα πεσει στο ματι μας.Φυσικα,ενα ηλεκτρονιο δεν επαρκει ,αλλα ακομη και σ'αυτη την ιδανικοτερη των περιπτωσεων,το φωτονιο θα μετεφερε στο ηλεκτρονιο μερος της ορμης και της ενεργειας του.Θα ειχαμε ηδη λοιπον διαταραξει το συστημα"
Η αρχη της αβεβαιοτητας ισχυει τοσο για τον μικροκοσμο οσο και για τον μακροκοσμο.Η τιμη του h ειναι τοσο μικρη ομως που για τον μακροκοσμο δεν εχει καμια απολυτως σημασια!
Η αρχη της αβεβαιοτητας μαζι με την εξισωση Schrondiger αποτελουν τους δυο πυλωνες πανω στους οποιους στηριζεται το λαμπρο οικοδομημα της Κβαντομηχανικης.
Ακολουθει φωτο των πειραματων δυο γνωστων φoιτητων φυσικης (και φίλων μας) για την ισχυ της αρχης της αβεβαιοτητας στο ευρυτερο ζωικο βασιλειο.
Το ... ζωντανο που συμμετεχει ειναι κι αυτο ενταγμενο στο δυναμικο του Α.Π.Θ !!!

Ξεκινησαμε απο τον Γαλιλαιο και φτασαμε μεχρι ενα βημα πριν την Κβαντομηχανικη.Ευχαριστω για την υπομονη σας και να με συγχωρειτε για τα λαθακια που σιγουρα θα εχω κανει!!!
Πω-πω τα παιδια φαινονται τοσο .... στεναχωρημενα !!!
Κυματοσυναρτησεις???
Κυματοδεματα???
Πυκνοτητες πιθανοτητας ???
Τί ειναι αυτα ρε παιδια???
Ας κανουμε μια...light βολτουλα!
Κι αυτος ο Schrodiger ,ποιος ειναι παλι???
Kαι γιατι ερχονται στο μυαλο μας... γατες! οταν ακουμε το ονομα του???

Για ποιο λογο λοιπον δυσκολευομαστε να αντιληφθουμε τη διττη συμπεριφορα των σωματιων?
Ειναι απλο φιλοι!
Το σωματιο το θεωρουμε σαν μια ... οντοτητα εντοπισμενη στο χωρο,ενω το κυμα ως μια εκτεταμενη διαταραχη.
Συνηθως βεβαια οταν ακουμε για κυμα, το πρωτο που μας ερχεται στο μυαλο ειναι ενα πολυ χαριτωμενο ημιτονοειδες κυμα!
Ενταξει,ας το χρησιμοποιησουμε λοιπον!
Ας αθροισουμε πολλα ημιτονοειδη κυματα τα οποια διαδιδονται στην ιδια διευθυνση.Με καταλληλα πλατη και ... μηκη (κυματος) εχουμε ενα πανεμορφο ΚΥΜΑΤΟΔΕΜΑ
Το οποιο μαλιστα δειχνει να ειναι και "σαφως" εντοπισμενο στο χωρο!
Τί εγινε ρε παιδια???
Βγαλαμε σωματιο???


Με λιγο καλη τυχη και πολυ προσοχη προχωραμε στο ραντεβου μας με τη μυστηριωδη κυρια που λεγεται ΚΥΜΑΤΟΣΥΝΑΡΤΗΣΗ
ΚΥΜΑΤΟΣΥΝΑΡΤΗΣΕΙΣ (κ.μ.)
-------------------------
Εχουμε να κανουμε με ενα ελαστικο ή ενα ηλεκτρομαγνητικο κυμα?(η/μ)
Τα πραγματα ειναι ευκολα!
Στα μεν ελαστικα κυματα η κ.μ περιγραφει την αποσταση των δομικων μοναδων του υλικου μεσου -εντος του οποιου διαδιδεται το κυμα-απο τη θεση ισορροπιας ,ενω στα η/μ κυματα περιγραφει την ενταση του ηλεκτρικου και του μαγνητικου πεδιου.
Ωραιααααα!
Μεχρι εδω φανταζομαι τον αναγνωστη μου ,να
1) συμφωνει ευτυχης
2) διαφωνει με αυτους που θεωρουν περιπλοκη και μυστηρια την ολη υποθεση.
Ε... χμμ.... κι αμα εχουμε να κανουμε με τα υλικα κυματα De Broglie που προαναφεραμε?
Παιδια, οι ... πολεμοι αναμεσα στα μελη επιστημονικων κοινοτητων δεν υπολειπονται ουτε σε παθος ουτε σε ενταση των συγκρουσεων που ταλανισαν και ταλανιζουν το ανθρωπινο ειδος!!!
Τελικα απο οσο γνωριζω επικρατησε η αποψη της "σχολης της Κοπεγχαγης"
Ο Max Born προτεινει οτι η κυματοσυναρτηση δεν εχει ακριβως φυσικη σημασια.
Εκφραζει κατα καποιο τροπο την πιθανοιτητα ανα μοναδα ογκου να συναντησουμε το σωματιο!!!


Δε φτανει που καταργηθηκε η αθροιση ταχυτητων παρα ερχεται τωρα και το χτυπημα υπ'αριθμ.2 !!!
Ενω με τη κλασσικη μηχανικη ειχαμε μια πολυ ωραια και σαφως καθορισμενη τροχια για καθε κινητο ερχεται αιφνης η κυματοσυναρτηση να παιξει το ρολο της "ομιχλης" του Καρπεντερ!!!
Απαπα δε μου αρεσει διολου.
Δεν εισαι ο μονος φιλε μου.
Ο Einstein δε μπορεσε μεχρι το θανατο του να συμβιβασθει με τη πιθανοκρατικη ερμηνεια του μικροκοσμου που εισηγαγε ο Max Born.
Γραφει λοιπον σε επιστολη του προς αυτον:

"Πιστευετε σε εναν Θεο που παιζει ζαρια,ενω εγω σε πληρη ταξη και νομοτελεια του αντικειμενικου κοσμου.Ακομη και η αρχικη μεγαλη επιτυχια της κβαντικης θεωριας δε με κανει να πιστευω σε εναν πιθανοκρατικο κοσμο, αν και ξερω καλα οτι οι νεωτεροι συναδελφοι σου αποδιδουν την εμμονη μου σε γεροντικη ανοια"

Τί θα μπορουσε να κρατησει καποιος απο οσα μολις ειπαμε ?
Μα τι αλλο ? τα δυο σφοδρα χτυπηματα: τον πρωτο νομο της Ε.Θ.Σ. και τις κυματοσυναρτησεις...
τα πραγματα ομως δεν ειναι και τοσο τραγικα...

Δε θα μπορουσε να λειπει...
Η ΕΞΙΣΩΣΗ ΤΟΥ SCHRODINGER
-----------------------------------------
Στη κλασσικη φυσικη η κατασταση ενος σωματος οριζεται πληρως απο τη θεση του και τη κινητικη του κατασταση μια δεδομενη χρονικη στιγμη.
Στον μικροκοσμο αυτο δεν ισχυει.
Η κατασταση ενος σωματιου "προσδιοριζεται" απο κυματοσυναρτησεις με τη βοηθεια των οποιων οριζεται η πιθανη θεση, ταχυτητα και ενεργεια του.Πώς προσδιοριζεται ομως η κυματοσυναρτηση ενος σωματιου ή ενος συνολου σωματιων?
Απο την εξισωση Schrodiger.
Kαι η οποια αποτελει αρχη , δηλαδη εχει αξιωματικη ισχυ στη Κβαντομηχανικη!
Για να γινω αντιληπτος αρκει να αναφερω οτι οι τρεις νομοι του μεγαλου Newton στη κλασσικη Φυσικη δεν αποδεικνυονται,δε στηριζονται σε καποιες αλλες αρχες.Απλα επιβεβαιωνονται πειραματικα και γι αυτο γινονται αποδεκτοι.Η υπαρξη αξιωματων δε πρεπει να μας ξενιζει.Οποιος γνωριζει στοιχειωδη Ευκλειδεια Γεωμετρια καταλαβαινει τί εννοω.

Το ιδιο συμβαινει και με την εξισωση του Schrodiger, η οποια κατορθωσε να συνοψισει ολες τις επιμερους υποθεσεις που ειχαν γινει για να ερμηνευσουν τη συμπεριφορα του μικροκοσμου (π.χ. κβαντωση της στροφορμης των ηλεκτρονιων,κβαντωση της ενεργειας των αρμονικων ταλαντωτων...).
Προκειται δε,για εξισωση αρκετα περιπλοκη ακομη και σε απλα προβληματα.
Ακολουθει η πλεον απλη μορφη (μονοδιαστατη και ανεξαρτητη του χρονου) της εν λογω εξισωσης.
Τα Ε και U ειναι η ολικη και η δυναμικη ενεργεια(λογω θεσης ή καταστασης !) των σωματιων αντιστοιχα.
Τη παραθετω γιατι εκρινα οτι αξιζε να μας περιμενει στο τερμα του μικρου οδοιπορικου μας στη Κβαντομηχανικη !!!

ΕΝΑΣ ΜΙΚΡΟΣ ΕΠΙΛΟΓΟΣ
------------------------------
Δε ξερω ποσα χρονια πριν ξεκινησε η πορεια του ανθρωπινου ειδους.
Πιθανως αυτο να συνεβη τη στιγμη που καποιος προ-προ-προγονος μας σταθηκε στα δυο του ποδια.Μπορει να συνεβη τη στιγμη που καποιος απο αυτους σηκωσε μια πετρα για να αντιμετωπισει ενα θηριο.Η τη στιγμη που εχωσε ενα κομματι ξυλο στο δεντρο που χτυπηθηκε απο κεραυνο και σηκωσε ψηλα το φωτεινο δαυλι.
Αν η απαρχη μας ειναι αγνωστη το μελλον και ο προορισμος μας ειναι πολλαπλασια αβεβαιος.
Θα ξεφυγουμε απο την μανια αλληλοκαταστροφης ?
Θα μας εκδικηθει το περιβαλλον?
Αγνωστον.
Στο δρομο μας δεν ειμαστε μονοι μας.Εχουμε εναν ισχυρο φιλο και συμμαχο : την επιστημονικη σκεψη,τη διαννοηση ,τον Νου αν προτιματε.
Η επιστημονικη σκεψη δοκιμαστηκε εντονα κατα τη διαρκεια του εικοστου αιωνα.
Υμνηθηκε οσο τιποτε αλλο αλλα και κατηγορηθηκε αμειλικτα ως μητερα ολων των κακων.Δε μπορεις να ζητησεις απο ενα κοριτσακι της Χιροσιμα να χειροκροτησει την διασπαση του ατομου.
Διχασε κοινοτητες αλλα και διχαστηκε η ιδια.
Η σχετικη βιβλιογραφια γεμιζει τομους ολοκληρους με τους τιτλους της και μονο.Το φως,οπως ανεφερα και στην αρχη βρεθηκε στο επικεντρο του σεισμου που αλλαξε τη πορεια ενος ειδους...
Του δικου μας ειδους.Του ανθρωπινου ειδους.
Η Σκεψη εμελλε φυσικα να δεχθει την επιθεση ολων αυτων που επανειλημμενως μας εφεραν ενα βημα πριν τη καταστροφη.
Του φανατισμου,της μισαλλοδοξιας ,του στρουθοκαμηλισμου ,του παρωπιδισμου(!), της θρησκευτικης μονομανιας (και ουχι της θρησκειας) ,
των συμφεροντων ,της αρχομανιας των ισχυρων,.........
Εκφραστης και φορεας των ελπιδων μας στη μαχη που δινεται ειναι φυσικα ο νεος κοσμος.
Τα παιδια με τα σκουλαρηκια ,τα παιδια με τα "καρφακια" ,τα παιδια με τα Mp3, τα παιδια με τα κινητα στα χερια...
Τα ιδια παιδια που σημερα γεμιζουν τα πανεπιστημια και τα ερευνητικα ιδρυματα προετοιμαζομενα να αναλαβουν τα ηνια μεθαυριο...
Τα παιδια που προσεχουμε σαν τα ματια μας.Τα φυντανια μας.
Ειθε να επαληθευθουν οι ελπιδες και οι προσδοκιες μας.....


Υ.γ. Οχι,δεν υποτιμω ΚΑΘΟΛΟΥ τα παιδια που για καποιους λογους εχουν ηδη ριχθει στη βιοπαλη.

... KAI KΑΠΟΙΕΣ ΠΡΟΣΩΠΙΚΕΣ ΣΚΕΨΕΙΣ
-----------------------------------------------
Ειπα αρκετα,μιλησα αρκετα
Τωρα περιμενω τους νεους να διδαξουν
Να καθησω πανευτυχης στα θρανια και παλι
Και να διδαχθω απο αυτους
Τις νεες σκεψεις
Τις νεες ιδεες
Τα συγχρονα ρευματα ...


-------------------------------------
Να κάνεις τόσο κόπο
και να σου την "λένε" και κάτι μaλaκισμένa μετά...