Vlnová povaha
častíc.
september 26 , 2018 Väčšina
ľudí
nechápe vlnovú povahu častíc a
myslí si, že
je to nejaký zázrak prírody,
ktorý
sa nedá zrozumiteľne vysvetliť. Potom sa nevedia
rozhodnúť, či sú častice vlnou,
alebo malou guličkou. V skutočnosti nie je pravdou ani jedna z
týchto dvoch
možností. Teraz,
keď už vieme, čo znamená
pojem častica a zároveň vieme o ich nelokálnosti,
môžeme pochopiť vlnové
vlastnosti častíc. Keď
vidíme vlnu vo vode, tak to
je fyzická vlna, ktorú tvorí
veľké množstvo častíc, v tomto prípade
molekúl
vody, ktoré
sú usporiadané v priestore
tak, že vytvárajú fyzickú,
materiálnu vlnu. Pre takúto, fyzickú
vlnu,
potrebujeme veľké, obrovské množstvo
častíc, atómov, molekúl. Pokiaľ
hovoríme o vlnovej
vlastnosti častíc, tak na to nepotrebujeme ani len dve
častice. Úplne nám stačí
jedna. Nezabudnime
na nelokálnosť
častice, ktorú som už spomínal. Častica sa teda
nachádza niekde v takom
priestore, ktorého veľkosť a tvar určuje
nelokálnosť danej častice. Kým častica
s niečím neinteraguje, tak my nevieme kde sa v tom priestore
práve nachádza a
ani nemá zmysel o tom hovoriť. Dokonca môžeme
pripustiť, že sa nachádza naraz
na viacerých miestach, teda súčasne. Vieme ale
určiť pravdepodobnosť, s akou sa
nachádza v rôznych bodoch toho priestoru. Takže
v bode 1 sa nachádza s
pravdepodobnosťou 10%, v bode 2 s pravdepodobnosťou 30% , v bode 3 40 % atď
…. Keď
tieto body pospájame tak, že
väčšia pravdepodobnosť bude
vyššie od zvolenej roviny
(súradnicový systém) tak
vznikne krivka, alebo priestorová plocha a táto
bude vyzerať ako vlna. Túto
pravdepodobnosť pre celý
priestor častice môžeme zapísať aj ako funkciu, to
nás ale teraz nemusí
zaujímať. Voláme ju vlnová funkcia,
teraz to ale ešte nie je presne ona. Táto
„vlna“ ale nemá nič spoločné
s fyzickou vlnou (napríklad vodnou), je to totiž len
„matematická vlna“ a práve
preto ju môže tvoriť aj jedna jediná častica. Pokiaľ
jedna častica interaguje v
určitom bode priestoru (toto nazývame kolaps vlnovej
funkcie), tak sa nám nič,
z čoho by sme mohli predpokladať nejaké vlnenie,
neobjaví. Máme len bod v
priestore, kde častica interagovala . Ak ale pozorujeme interakcie
veľkého
množstva častíc (nemusí to byť naraz, ale
postupne, vždy naraz len jedna
častica), tak za vhodných podmienok (neovplyvňovanie
prostredím) sa nám bude
javiť, že tie častice, boli predtým ako zinteragovali,
vlnou. Ale to je dané
len tou funkciou pravdepodobnosti výskytu častice v určitom
bode priestoru a to
bola len tá spomínaná
„matematická vlna „ a nie
fyzická ! Pre
upresnenie ešte treba dodať, že skutočnosť, realita, je
ešte mierne
zložitejšia, keďže nejde len o pravdepodobnosť
výskytu
častice, ale aj o jej
momentálny stav jej vlastností, ktoré
v čase ako
by rotovali. Píšem „ako by“ a
to je dôležité, aby ma niekto nebral za slovo.
Vlnová funkcia je v skutočnosti
komplexná funkcia a až umocnenie amplitúdy danej
možnosti
na druhú, nám udáva
hustotu pravdepodobnosti napríklad výskytu
častice v
danom mieste. Tento odstavec ale už vôbec nemusíte
chápať, aby ste pochopil len tú
základnú
podstatu "matematickej vlny" častice. Tak
to je asi celé tajomstvo
vlnovej povahy častíc, vysvetlené jednoducho, bez
matematiky. Vlnovú povahu
majú nielen častice, ale aj hocijaký
väčší objekt, atómy,
molekuly, vírusy a
tak ďalej. Čím je ale objekt
väčší, tým je
ťažšie dosiahnuť neinterakciu
(nepôsobenie) s prostredím a preto u
väčších objektov už pozorovať
vlnové
vlastnosti je prakticky nemožné. |