اصل هاي مكملي
thumb 2451641بر اساس رابطه دوبروی به ذرات مادی هم مشخصه*های موجی و هم مشخصه*های ذره*ای نسبت داده می*شود و این انتساب نوعی دوگانگی بوجود می*آورد


[ مقالات متفرقه ]

بر اساس رابطه دوبروي به ذرات مادي هم مشخصه*هاي موجي و هم مشخصه*هاي ذره*اي نسبت داده مي*شود و اين انتساب نوعي دوگانگي بوجود مي*آورد كه اصل مكملي براي از بين بردن آن ، قرارداد مي*كند كه همواره در هر پديده خاص فقط يك ديدگاه را مي*توان بكار برد.
نگاه* اجمالي
بر اساس رابطه دوبروي به ذرات مادي هم مشخصه*هاي موجي و هم مشخصه*هاي ذره*اي نسبت داده مي*شود. در نگاه *اول اين بيان نوعي نگراني ايجاد مي*كند، چون اين بيان نوعي دوگانگي ايجاد مي*كند. اصل مكملي براي از بين بردن اين دوگانگي ، قرارداد مي*كند كه همواره در هر پديده خاص فقط يك ديدگاه را مي*توان بكار برد. بنابراين اعمال هر دو ديدگاه موجي و ذره*اي به صورت هم*زمان ممنوع است.
موارد روشن اصل مكملي
در فيزيك مفاهيم موج و ذره دو مفهوم اساسي هستند، زيرا اين دو نمايشگر تنها دو مد ممكن انتقال انرژي هستند. وقتي انرژي منتقل مي*شود، همواره مي*توان انتشار آن را به كمك امواج يا ذرات توصيف كرد. در توصيف انتقال انرژي معمولي (بزرگ مقياس) در فيزيك كلاسيك ، همواره مي*توان يكي از اين دو توصيف را بكار برد.
به عنوان مثال ، يك آشفتگي كه در سطح آب استخر حركت مي*كند، يك پديده موجي است و پرتاب توپ بيسبال ، انتقال انرژي توسط يك ذره را توصيف مي*كند. در اينگونه موارد كه در آنها آشفتگي در حال حركت را به دو صورت مستقيم مشاهده مي*كنيم، راجع به *اينكه كدام توصيف را بايد بكار برد، هرگز ترديدي وجود ندارد.
چند مثال ساده *از كاربرد اصل مكملي
انتشار صوت از يك محيط كشسان را مي*توان به صورت يك آشفتگي موجي درك كرد، اما آن طور كه *امواج آب قابل مشاهده هستند، امواج صوتي را نمي*بينيم. با اين وجود، توصيف موجي را با اطمينان خاطر در مورد انتشار صوت بكار مي*بريم، زيرا تا آنجا كه به تعبير پراش و تداخل مربوط مي*شود، روي هم رفته ، اين پديده با پديده مربوط به *امواج آب مشابه* است. بنابراين گفته مي*شود كه *انتشار صوت جنبه*هاي صوتي را نشان مي*دهد. به بيان ديگر ، منظور اين است كه *انتشار صوت را با يك مدل موجي مي*توان تشريح كرد، چون مدل موجي با تمام مشاهدات تجربي درباره صوت توافق دارد.
يك نمونه *از رفتار ذره*اي در نظريه جنبشي گازها ظاهر مي*شود . هرگز به صورت مستقيم نمي*توانيم مولكول*هاي يك گاز را مشاهده كنيم، ولي كاملا مطمئن هستيم كه رفتار مولكول*ها نسبتا همانند رفتار اجسام كروي سخت و كوچك است، زيرا آزمايشهاي گوناگوني صحت اين مطلب را تاييد مي*كند. منظور اين است كه يك مدل ذره*اي تنها وسيله مناسب براي بيان رفتار مولكول*هاست. بنابراين ، وقتي پديده*هايي را توضيح مي*دهيم كه تا حدي از تجربه عادي ما به دور هستند، باز هم يكي از دو مد توصيف را بكار مي*بريم، زيرا همواره يكي از آنها در توضيح حقايق تجربي موفق است.
ارتباط توصيف موجي و ذره*اي
توصيف*هاي موجي و ذره*اي متقابلا ناسازگار و متناقض هستند. هرگاه بخواهيم فركانس يا طول موج يك موج را با دقت بينهايت معلوم كنيم، در اينصورت آن موج بايد داراي گسترش بينهايت در فضا باشد. برعكس ، چنانچه موج در ناحيه محدودي از فضا محبوس باشد، بطوري كه *انرژي آن در هر زمان به ناحيه محدودي نسبت داده شود، در آن صورت به*واسطه *اين موضعي بودن ، به ذره شباهت دارد، ولي نمي*توان آن را با يك تك فركانس يا طول موج مشخص كرد.
در عوض بايد تعداد زيادي از امواج سينوسي ايده*آل را كه هر كدام داراي فركانس و طول موج مشخص هستند، بر هم نهاد، تا آشفتگي موجي حاصل شود. بنابراين ، يك موج ايده*آل (موجي كه طول موج و فركانس آن كاملا معلوم است) روي هم رفته با يك ذره *ايده*آل (ذره*اي كه هيچ گسترشي در فضا ندارد) ناسازگار است.
احتمال وجود توصيف*هاي ديگر در مورد انتقال انرژي
هر پديده *انتقال انرژي ، خواه *از مشاهده مستقيم يا تجربه ما دور باشد يا نباشد، بايد بر حسب امواج يا ذرات بيان شود. هرگاه بخواهيم كه *اين پديده را مجسم كنيم و يا هرگاه بخواهيم كه نوعي تصوير از آنچه در برهمكنش*هايي كه مشاهده مستقيم و بدون واسطه* آنها غيرقابل*حصول است، داشته باشيم، آن تصور بايد برحسب رفتار موجي و يا برحسب رفتار ذره*اي باشد. هيچ شق ديگري موجود نيست. به دليل وجود تناقض متقابل بين مشخصه*هاي موجي ، نمي*توان توصيف ذره*اي و توصيف موجي را بطور همزمان بكار برد. مي*توانيم و بايد يكي از اين دو توصيف را بكار بريم، ولي هرگز نمي*توانيم به صورت همزمان از هر دو استفاده كنيم.
اصل كمكي در مورد تابش الكترو مغناطيسي
تابش الكترو مغناطيسي هم جنبه*هاي موجي و هم جنبه*هاي ذره*اي را نشان مي*دهد، اما نه در يك آزمايش. موردي كه تداخل يا پراش را نشان مي*دهد، مستلزم تعبير موجي است و هم*زمان نمي*توان از تعبير ذره*اي استفاده نمود. آزمايشي كه برهمكنش فوتون و الكترون (مانند فتوالكتريك) را نشان مي*دهد، مستلزم تعبير ذره*اي است و همزمان نمي*توان از تعبير موجي استفاده كرد. جنبه*هاي موجي و ذره*اي ، خصوصيات ذاتي تابش الكترومغناطيسي هستند و بايد هر دو جنبه را بپذيريم. بر اساس مكملي كه توسط بوهر ، پيشنهاد شد، جنبه*هاي موجي و ذره*اي مكمل يكديگرند.
در هر آزمايش ، براي تعبير رفتار تابش الكترومغناطيسي ، برحسب يك تصوير مرئي و با معني ، بايد يا توصيف ذره*اي يا توصيف موجي را انتخاب كنيم. جنبه*هاي موجي و ذره*اي مكمل هستند، زيرا تا زماني كه *اين دو جنبه هر دو معلوم نباشند، دانش ما درباره خصوصيات تابش الكترومغناطيسي ناقص است. اما گزينش يك توصيف ، كه طبيعت آزمايش آن را ايجاب مي*كند، از گزينش همزمان توصيف ديگر جلوگيري مي*كند. درست همان طوري كه نظريه نسبيت مشخص مي*كند كه تصورات عادي ما از فضا - زمان و جرم در پديده*هايي با سرعت زياد كاربرد ندارند. نظريه كوانتومي *نيز ، از طريق دوگانگي موجي – ذره*اي ، نشان مي*دهد كه براي توصيف پديده*هاي زيرميكروسكوپيك مفاهيم ساده معمولي كفايت نمي*كنند.