|
|
กลศาสตร์ควอนตัม
แพลงคเกิดเมื่อวันที่ 23
เมษายน ค.ศ.1858 ที่เมืองคีล ประเทศเยอรมนี บิดาของเขาเป็นทนายความ
และศาสตราจารย์ประจำ |
|||
|
เวิร์นเนอร์ ไฮเซนเบิร์ก (Werner Heisenberg) ในระหว่างการขึ้นสู่อำนาจของ ฮิต-เลอร์ และระหว่างสงครามโลกครั้งที่สอง นักฟิสิกส์ชั้นยอดของประเทศเยอรมนีส่วนใหญ่ ทั้งที่มีเชื้อสายยิว และที่ไม่มีเชื้อสายยิว อพยพออกไปจากประเทศเยอรมนี ไปอยู่ในสหรัฐอเมริกาหรือในยุโรป แต่ เวิร์นเนอร์ ไฮเซนเบิร์ก เป็นหนึ่งในนักฟิสิกส์ชั้นยอดของเยอรมนีและของโลก ที่ไม่ยอมหนีไปจากเยอรมนี เพราะ หนึ่ง คือ ความรักชาติ และสอง คือเขาไม่ต้องการที่จะเห็นฟิสิกส์ในเยอรมนีต้องตายไป ก่อนสงครามโลกครั้งที่สอง เป็นที่ยอมรับกันทั่วโลกว่า เยอรมนีเป็นประ เทศที่มีนักฟิสิกส์ชั้นยอดระดับโลก มากที่สุดในโลก ไม่ว่าจะเป็น อัลเบิร์ต ไอน์-สไตน์ เอนริโด เฟอร์มี ผู้มีบทบาทสำคัญในการสร้างปฏิกิริยานิวเคลียสแบบฟิชชัน ปีเตอร์ ดีบาย ( Peter Debye ) นักฟิสิกส์ชาวเนเธอร์แลนด์ แต่ดำรงตำแหน่งสำคัญเป็นผู้อำนวยการสถาบันไกเซอร์ วิลเฮล์ม ในกรุงเบอร์ลิน ทว่า เมื่อนาซีเรืองอำนาจ จนกระทั่งการระเบิดของสงครามโลกครั้งที่สอง นักฟิสิกส์สำคัญเหล่านี้ก็พากันหนีหรืออพยพออกไปจากประเทศเยอรมนี อ่านต่อครับ |
|||
|
ควอนตัมคอมพิวเตอร์ ดูเหมือนว่าทุกสิ่งทุกอย่างที่เกี่ยวข้องกับคอมพิวเตอร์ควอนตัมจะพิลึกพิลั่นเหลือเชื่อเกินกว่าจะเป็นจริงได้ เครื่องคอมพิวเตอร์ควอนตัมประกอบสำเร็จแล้วที่มีอยู่ไม่มาก ดูเหมือนงานทดลองทางเคมีมากกว่าจะเป็นคอมพิวเตอร์ และแม้ว่าพลังการประมวลผลจะเร็วกว่าซูเปอร์คอมพิวเตอร์แต่สัญญานภายในนาฬิกาช้าจนน่าตกใจคือเพียงแค่ไม่ถึง 100 ไซเคิลต่อวินาที แต่ที่แย่ที่สุดเห็นจะเป็นความไม่ใส่ใจในการที่จะพัฒนาคอมพิวเตอร์ควอนตัมนั่นเอง เรื่องนี้Rolf Landauer เคยกระตุ้นให้เพื่อนๆที่ศูนย์วิจัยThomasJ. Watson ของ IBMที่เมือง Yorktown Heightsรัฐนิวยอร์กให้เริ่มโครงการพัฒนาคอมพิวเตอร์ควอนตัมมาตั้งแต่สมัยที่สไลด์รูลยังเป็นหนึ่งอยู่ Davis Deutsch นักฟิสิกส์แห่งมหาวิทยาลัยออกซฟอร์ดเป็นคนหนึ่งที่รับเรื่องไปดำเนินการ แต่ก็ปล่อยโครงการนี้ให้จมฝุ่นอยู่นาน ถึง8ปีเต็ม คอมพิวเตอร์ควอนตัม | ||||
|
||||
|
เออร์วิน ชโรดิงเจอร์ สำหรับนักศึกษาฟิสิกส์ สมการที่ทุกคนต้องรู้จักดี เพราะต้องใช้เป็นประจำมีอยู่ 2 สมการ คือสมการว่าด้วยการเคลื่อนที่ของนิวตัน (ข้อสอง) และสมการคลื่นของชโรดิงเจอร์ (Schroding Wave Equation) ซึ่งมักจะเรียกกันสั้นๆ เป็น สมการชโรดิงเจอร์ (Schrodinger Equation) สมการของนิวตันและสมการคลื่นของชโรดิงเจอร์ เป็นเครื่องมือที่นักศึกษาฟิสิกส์ทั่วโลก ต้องใช้ในการศึกษาสภาพการเคลื่อนที่ของวัตถุหรืออนุภาคที่มีแรงมาเกี่ยวข้องด้วย แต่ต่างกันตรงที่สมการของนิวตัน (ที่รู้จักกันดีในรูปของ F=ma) เป็นสมการที่ใช้สำหรับการเคลื่อนที่ของวัตถุขนาดใหญ่ และเกี่ยวข้องกับความเร็วไม่สูงมาก (เมื่อเปรียบเทียบกับความเร็วแสง) ซึ่งมักจะเรียกรวมๆ เป็นปัญหาการเคลื่อนที่ของวัตถุในระดับของฟิสิกส์ยุคเก่า หรือ Classical Physics ส่วนสมการคลื่นของชโรดิงเจอร์ เป็นสมการที่ใช้สำหรับการแก้ปัญหาเกี่ยวกับการเคลื่อนที่ของวัตถุในระดับควอนตัม หรือ Quantum Mechanics เช่น ระดับอิเล็กตรอนในอะตอม หรือการเคลื่อนที่ของอนุภาคองค์ประกอบพื้นฐานของวัตถุในจักรวาล อ่านต่อครับ |
|
คุณสมบัติของคลื่นและอนุภาค
ภาพอะตอมของไฮโดรเจน
ถ้าเราเปรียบเทียบการหมุนของอิเล็กตรอนรอบนิวเคลียส เหมือนกับการหมุนของดาวเคราะห์รอบดวงอาทิตย์ ดังนั้นอิเล็กตรอนแสดงเป็นอนุภาค
แต่ถ้า อิเล็กตรอนแสดงตัวเป็นคลื่น มันจะหมุนรอบนิวเคลียสในลักษณะของคลื่นนิ่ง
100 ปี ทฤษฎี ควอนตัม
กำเนิด พัฒนาการ
และผลกระทบต่อวิถีชีวิตของมนุษย์
"ผลิตภัณฑ์หลักของเทคโนโลยีในศตวรรษที่ 21
ได้แก่ อิเล็กทรอนิกส์ คอมพิวเตอร์ เทคโนโลยีชีวภาพ ล้วนแล้วแต่มีความสัมพันธ์
โดยตรงกับความเข้าใจ ของมนุษย์เกี่ยวกับ ทฤษฎีควอนตัม"ดร.ลีออน
เลเดอร์แมน,นักฟิสิกศ์รางวัลโนเบล วันที่ 14 ธันวาคม พ.ศ. 2443 (ค.ศ. 1900) คือ
เมื่อ 10 ปีที่แล้วพอดิบพอดีที่ ทฤษฎีควอนตัม
(quantum theory) และ
ฟิสิกส์ยุคใหม่ (modern physics)
ได้ถือกำเนิดขึ้นอย่างเป็นทางการนั่นเอง
คลิกอ่านต่อครับ
การเคลื่อนย้ายมนุษย์
(Teleportation)
มนุษย์รู้จักล้อมาเป็นเวลากว่า 3000 ปี มีนักประดิษฐ์มากมายสร้างเครื่องจักรกลที่ติดล้อ สามารถเคลื่อนย้ายคนจากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่งได้อย่างรวดเร็ว เช่น รถม้า จักรยาน และรถยนต์เป็นต้น ต่อมาพัฒนาเป็นเครื่องจักรที่ไม่ต้องใช้ล้อ แต่สามารถเคลื่อนที่ได้อย่างรวดเร็วกว่าเช่น เครื่องบินและจรวด
อย่างไรก็ตาม ในอนาคตอันใกล้ การเคลื่อนที่แบบดังที่กล่าวไปแล้ว เป็นสิ่งล้าสมัย เมื่อมาเทียบกับสิ่งที่จะเขียนถึงนี้ ยกตัวอย่างถ้าคุณอยู่ที่บ้านและต้องการไป โลตัส หรือบิ๊กซี บนดวงจันทร์ เพียงแต่เดินเข้าไปในห้องเล็กๆที่สร้างหลบมุมไว้ที่บ้าน และกดปุ่ม ร่างกายของคุณจะหายไป และไปปรากฎอยู่ที่ใหม่ ด้วยความเร็วที่เทียบได้กับความเร็วแสง ฝรั่งเรียกว่า วิธีเทเลพอเทชั่น (Teleportation)
ฟิสิกส์ราชมงคลไม่ได้นำความฝันล้มๆแล้งๆมาเสนอคุณ แต่จะนำคุณไปดูว่า วิธีดังกล่าวเป็นไปได้ ในขณะนี้นักฟิสิกส์สามารถเคลื่อนย้ายโฟตอนโดยวิธีเทเลพอเทชั่นได้แล้ว และมันกำลังถูกพัฒนาเป็นการเคลื่อนย้ายมนุษย์ในหน้าถัดไป คลิกครับ
การทดลองการแผ่รังสีของวัตถุดำ
ในห้องทดลองนี้ แสดงการแผ่รังสีของวัตถุดำ โดยการเพิ่มและลดอุณหภูมิ เทอร์โมมิเตอร์ทางด้านขวา สามารถเปลี่ยนค่าโดยการคลิกและลากด้วยเมาส์ ความเข้มของการแผ่รังสี มีความสัมพันธ์กับความยาวคลื่น ในช่วงคลื่นที่ตามองเห็น เราจะเห็นเป็นแถบสีบนเส้นกราฟ
คุณสามารถสังเกตการเลื่อนของยอดกราฟ เมื่ออุณหภูมิเปลี่ยน
ความยาวคลื่นสูงสุด
เปลี่ยนแปลงเป็นสัดส่วนผกผันกับอุณหภูมิ
เรียกว่า กฎของวีน (wein's law)
กราฟระหว่าง กำลัง P กับอุณหภูมิ T เปลี่ยนไปตามกฎของ Stefan-Boltzman จุดสีแดงแสดงถึงการแผ่รังสีที่อุณหภูมินั้น คลิกครับเข้าสูการทดลอง
ในห้องทดลอง คุณสามารถเลือกวัสดุได้ 3 ชนิดคือ โซเดียม ซีเซียม และเงิน ซึ่งมีค่า Work function เท่ากับ 2.75 , 2.14 และ 4.26 ev ตามลำดับ และสามารถเปลี่ยนค่าความยาวคลื่น ความเข้มของแสง และความต่างศักย์ระหว่างขั้วหลอด ส่วนกระแสไฟฟ้าอ่านได้จากด้านบน
ให้คุณทดลองด้วยตนเองตามขั้นตอนต่อไปนี้
เลื่อนแรงดันไฟฟ้าไปที่ 0 เปลี่ยนค่าความยาวคลื่น สังเกตว่ากระแสไฟฟ้าเริ่มไหลครั้งแรก จดค่าความยาวคลื่น ทำอย่างนี้กับวัสดุทั้ง 3 ชนิด
เลื่อนแรงดันไฟฟ้าไปที่ 0 เปลี่ยนค่าความยาวคลื่น สังเกตว่ากระแสไฟฟ้าเริ่มไหลครั้งแรก ต่อจากนั้นทดลองเปลี่ยนค่าความเข้มแสง กระแสมีการเปลี่ยนแปลงอย่างไร คลิกครับ
การทดลองเรื่อง ปรากฎการณ์คอมป์ตัน คลิกครับ
วิธีทดลอง
เลือกพลังงานเริ่มต้นของโฟตอน
เลือกมุมสะท้อนของโฟตอนที่กระเจิง
กดุป่ม EMIT บันทึกผลที่ได้ลงในตารางบันทึกผลการทดลอง
กำหนดให้
theta = 30 องศา ( บันทึกให้ดูค่าแรกหนึ่งค่า) ต่อไปเลือกพลังงานเริ่มต้นด้วยตนเองอีก 4 ค่า คลิกครับ
การทดลองของ แฟรงค์ และเฮิรตซ์
การทดลอง Frank-hertz คลิกครับ
ใบบันทึกผลการทดลอง
กำหนดให้
เลือก Gas Neon , VF = 5 โวลต์
| VG | IA |
| 1 | |
| 2 | |
| 3 | |
| 4 | |
| 5 | |
| 6 | |
| 7 | |
| 8 | |
| 9 | |
| 10 |
วาดกราฟระหว่าง VG แกน x กับ IA แกน y
![]() |
![]() |
![]() |
| พฤติกรรมประหลาดของควอนตัม | ทดลองช่องแคบคู่ | การแทรกสอดของอนุภาค |
![]() |
![]() |
![]() |
| ปรากฎการณ์การแทรกสอดของอิเล็กตรอน | การทดลองของ GP.Thompson | การทดลองของ Davisson และนาย Germer |
หนังสืออิเล็กทรอนิกส์
ของ อ.วัชระ รอดสัมฤทธิ์ ฟิสิกส์ราชมงคลขอขอบคุณครับ

ภาพขณะที่ไส้หลอดไฟร้อน มันจะปลดปล่อยแสงออกมาในช่วงที่ตามองเห็น เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นจากรุป a) b) จนถึง c) ความยาวคลื่นสูงสุดจะเลื่อนจากสีแดงไปยังสีเหลือง เขียว และน้ำเงิน ซึ่งมีความยาวคลื่นสั้นลงเรื่อยๆ สุดท้าย ไส้หลอดร้อนจนเปลี่ยนเป็นสีขาว ซึ่งเกิดจากแม่สีของแสง 3 สีผสมรวมกัน ให้นักศึกษาบรรยายภาพว่า สอดคล้องกับกฎของวีนได้อย่างไร
แผ่นใสการเรียนการสอน
|
แบบ Powerpoint 94 แผ่น การเปลี่ยนแปลงจากฟิสิกส์ยุคเดิมไปสู่ทฤษฎีควอนตัม |
แผ่นใส Powerpoint
|
|
ฟิสิกส์ควอนตัม ในโลกของอะตอมไม่เป็นไปตามฟิสิกส์แบบเดิม แมกซ์พลังงค์กล่าวว่า พลังงานมีลักษณะเป็นกลุ่มก้อน ไม่ได้มีลักษณะต่อเนื่อง ปี 1925 ชรอดิงเงอร์ อธิบายฟังก์ชั่นคลื่นได้สำเร็จ โดยกล่าวว่า อะตอมเป็นคลื่น การเคลื่อนย้ายมนุษย์โดยการเปลี่ยนมวลเป็นพลังงานหรือคลื่น จึงมีโอกาสเป็นไปได้ คลิกครับ |
|
(วิธีทำ ให้ ใส่ชื่อ สกุล เลือกวิชาที่สอบ และจำนวนข้อ แต่ต้องไม่เกินจากที่กำหนดไว้ เช่น กำหนดไว้ 10 ข้อ เวลาเลือกจำนวนข้อ ให้เลือก 5 และ 10 ข้อไม่เกินจากนี้ เป็นต้น เมื่อทำเสร็จสามารถดูคะแนนจากรายละเอียดผู้ทำข้อสอบได้ทันที
1.---------------------
|
โดย ผศ.ปรียา อนุพงษ์องอาจ
|
ร่วมแสดงความคิดเห็นโดยการโวต |
|