لقد
وضعت هذه الحلقة هنا لكى أكمل كل الأمور المتعلقة بالفيزياء الكلاسيكية
قبل الدخول فى أى أشياء جديدة

هذه الورقة هى ترجمة لجزء من ورقة
أجنبية تتحدث عن ميكانيك الكم و قد أعجبتنى جدا .

ميكانيك الكم هى
أحد ثورات القرن العشرين العلمية و هى أحد أقرب العلوم التى توصلت لوصف
دقيق للطبيعة . و لكنها غريبة تماما . إنها تتعارض مع حسنا العام كما أنك
يمكن أن تعتبرها نوع من الخيال العلمى الذى لا يمكن لعلماء جادين الأخذ به .

.
سأبث إليكم الأن خبر جيد و لكننى سوف أكتب تحذيرا أيضا .

الخبر
الجيد هو أنك لا يجب أن تكون فيزيائيا بارعا لكى تفهم هذه الورقة . و لكن
يجب أن احذر أيضا من أن الموضوع صعب الفهم فلا تتوقع فهمه من أول مرة بل
انه عليك قراءته مرات كما يجب أن تتوقف بعد كل جزء و تطمئن إلى تمام فهمه .
سوف نغطى هنا أسابيع عديدة من الفيزياء الجامعية لأن ما يجعل الجامعيين
يأخذون وقتا طويلا هو تعلم القيام بالعمليات الحسابية المعقدة الخاصة
بالمواضيع أما نحن فعلى العكس لن نقوم بعمل أى رياضيات. أرجو أن تستمتعوا
فى هذه الحلقة .

نظرة عامة - إلى أين نحن ذاهبون
؟!

قبل البدء سنقوم برسم الطريق الذى سنسلكه و سوف نعرض
نظرة شاملة عن الأشياء التى تتناولها

سنتناول فيزياء القرن التاسع
عشر أى الفيزياء الكلاسيكية . إياك أن تترك هذا الجزء لتذهب مباشرة إلى
الجزء الشيق لأنه بلا هذا الجزء لن يكون الجزء الشيق شيقا أبدا .

-
ما هو الضوء؟ و ماذا يحدث عندما تتقابل موجاته ؟ هذه النقاط تشرح لماذا
نعتبر الضوء موجة كما تشرح معنى التداخل الموجى
- تجربة يونج للتداخل
تعتبر اثباتا ممتازا لتنبؤات الفيزياء الكلاسيكية
- تجربة يونج باستخدام
الكرات الصغيرة تظهر بوضوح الفرق بين تصرف الجسيمات و الأمواج فى التجربة .

بوصولك
لهذه النقطة ستكون ملما بجزء لا بأس به من الفيزياء الكلاسيكية . ستعرف ما
هى الموجة و ما هو الجسيم أو الجزئ . و ستعرف ما الفرق بينهما (خاصة
بالنسبة للتداخل) و سترى أن تجربة يونج تثبت كل هذه النظريات . لن ترى
الأمر سهلا و لكنه يجب أن يكون منطقيا تماما بالنسبة لك .

ما هو الضوء

أحد أهم الأسئلة فى العلوم فى
الأونة الماضية كانت "ما هو الضوء؟" . بنهاية القرن الـ19 كان هذا السؤال
قد أجيب بإجابة جيدة . الرياضيات " معادلات ماكسويل" تأخذ وقتا لتتعلمها و
لكن الفكرة نفسها واضحة جدا.

فى نقطة ما فى المكان يوجد ما يسمى
مجال كهربائى . ربما كانوا لا يعرفون تكوينه بالضبط و لكن يمكننا تحديد
اتجاهه . يمكننا أن نقول أن فى هذه النقطة مجال كهربائى برؤية تأثيره على
جسيم مشحون و نقول أن اتجاه هذا المجال هو الاتجاه الذى يسلكه جسيم موجب تم
وضعه فى هذا المجال . هذا المجال يشير لأعلى تعنى أن الجسيم الموجب سينطلق
لأعلى لو تم وضعه هنا .

يمكننا قضاء ساعات فى شرح المجال الكهربى و
الجسيمات المشحونة و لكن هذا لن يكون له علاقة بموضوعنا . الشيئ المهم هنا
هو أنه يمكنك تحت ظروف معينة الحصول على مجال كهربى يشير لأعلى و يمين
قليلا لا تجده تماما ثم إلى اليمين قليلا تجده يشير لأسفل . أى يتذبذب كما
فى الرسم

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

الخط العرضى هو احداثى المكان و ارتفاع المنحنى
يدل على اتجاه المجال الكهربى و شدته . لا يوجد شيئ حقيقى يتحرك لأعلى و
أسفل و لكن هذا رسم بيانى لشدة المجال و اتجاهه مع المكان . فى الحقيقة هذه
الموجة ليست ساكنة و لكنها تتحرك . تخيل أنها تتحرك يمينا و أنك واقف فى
طريقها فلو أنك قمت بقياس اتجاه و شدة المجال ستجده يقوى و يضعف و يغير
اتجاهه بمرور الوقت .

أحد أهم انجازات الفيزياء الكلاسيكية هو تصوير
الضوء كموجة من هذا النوع و شرح كل خصائصه اعتمادا على هذه الصورة له .
(فى الواقع يوجد فى الضوء مجال مغناطيسى [لهذا يسمى موجة كهرومغناطيسية] و
لكن ليس له علاقة بموضوعنا الأن ) . قبل المضى أكثر عليك أن تعلم أن
المسافة بين قمتين متتاليتين تسمى "الطول الموجى" و موجات الضوء المختلفة
لها أطوال موجية مختلفة .

عندما تلتقى موجات
الضوء

ماذا يحدث عندما تتقابل موجتان ضوئيتان ؟؟ الاجابة هى
أن المجالان الكهربينا يتم جمعهما . أى لو أنه فى نقطة ما يشير أحدهما
لأعلى بـ3 و الأخر لأعلى بـ 5 . فالمجموع هو لأعلى بـ8 و العكس فلو أن
أحدهما يشير لأعلى بـ3 و الأخر لأسفل بـ3 فانك لن تجد مجالا كهربيا فى هذه
النقطة.

لو كنت رجلا عمليا ستقوم الأن و تأتى بمصابحين و توجههما
لنفس الرقعة على الحائط لترى كيفية جمع الضوء . و لكن للأسف لن ترى شيئا
لأن ضوء المصباح هو مجموعة كبيرة عشوائية من موجات مختلفة . و لكن تخيل أن
لديك مصباحين يقومان بإطلاق موجتين (موجة من كل منهما) لهما نفس الطول
الموجى و يقومان باطلاقهما فى نفس الوقت .

اعتمادا على بعد كل منهما
عن الحائط يمكنك رؤية ضوء أو ظلام على حسب الفرق بين شدة المجال فى كلا
الموجتين عند هذه النقطة .

فى الصورة التالية تجد موجتين متوازيتان
تماما و المجال الكهربى فيهما متساوى عند كل نقطة. عندما يكون موجب فى
أحدهما يكون موجب فى الأخرى فيصبح المجموع موجب عالى . و هكذا فالناتج يكون
موجة أطول من الموجتين .
ضوء مع ضوء يعطى ضوء أقوى .