MSGSÜ Felsefe Bölümü 4 Mayıs 2011 Cemsinan Deliduman Işık şiddeti Rayleigh-Jeans (klasik dalga) Planck (kuantum) Wien (klasik parçacık) Frekans Fotonlar Yüzeyden fırlatılan elektronlar Sodyum Metali Elektronlar atom çekirdeğinin etrafında gezegenler gibi dönüyorlarsa, ışıma yapıp çekirdeğe düşmelerini engelleyen nedir? 2s yörüngesi Atom çekirdeği 2p yörüngeleri 1s yörüngesi 3s yörüngesi 422 531 Elektronlar atom çekirdeği etrafında klasik fizik ile öngörülemeyecek yörüngelerde bulunuyorlar. ışık dalgaları çift yarık girişim deseni Elektronların hangi yarıktan geçtikleri gözlemlenirse Elektronların hangi yarıktan geçtikleri gözlemlenmezse Fotonlar çift yarık deneyinde tıpkı elektronlar gibi davranırlar. Elektron da ışık gibi bir tür dalga olmalıdır. Parçacık olarak bilinen herşey bir dalga fonksiyonuna sahiptir. Konum değişkenine göre dalga fonksiyonu Momentum değişkenine göre dalga fonksiyonu. gözlemden önce foton elektron gözlemci gözlemden sonra gözlem elektronun konumunu ve momentumunu etkiler Bir parçacığın hem konumu hem de momentumu aynı anda mutlak kesinlikle ölçülemez. Konumu mutlak kesinlikle ölçülürse momentumu hakkında (veya tam tersi) hiçbir şey bilinemez. Klasik fizik elektron Kuantum fiziği elektron dalgası engel Her bir elektron iki olası durumun birisinde olabilir. Manyetik alan içinde ya yukarı sapacaktır ya da aşağı. Aşağı sapan elektronun spini aşağı doğrudur, yukarı sapanın spini yukarı doğrudur. Ölçümden önce elektron spin durumlarının herhangi birinde veya bu durumların bir bileşiminde olabilir. Bu farklı bileşimlerin kümesine Riemann durumlar kümesi denir. Dalga paketi farklı dalga boyu olan birçok dalganın birleşmesiyle oluşur. Hilbert uzayı olası tüm kuantum durumlarının veya dalga fonksiyonlarının her birinin ayrı bir vektörle temsil edildiği bir temsil uzayıdır. Ölçüm sonucaunda dalga paketi kendisini oluşturan dalgalardan birine çöker. Dalga fonksiyonu iki şekilde evrimleşir: U-evrimi: Dalga fonksiyonu Schrödinger dalga denklemiyle verilen zaman bağımlılığına uygun şekilde evrilir. R-evrimi: Dalga paketi ölçüm sonucunda bileşimindeki durumlarından birine çöker. Bir parçacığın konumunu ölçüyor olalım ve ölçümden sonra parçacığın konumunu belirleyelim. Ölçmeden önce parçacık nerededir? Ölçümden sonra bulduğumuz yerde. b) Her yerdedir. Sistem parçacığın hangi olasılıkla nerede olduğunu “bilir”. c) Hiç bir yerde değildir. Ölçüm parçacığı belli bir yerde olmaya zorlar. d) Ölçmeden parçacığın nerede olduğunu bilemeyiz. a) Bir parçacığın konumunu ölçüyor olalım ve ölçümden sonra parçacığın konumunu belirleyelim. Ölçmeden önce parçacık nerededir? Ölçümden sonra bulduğumuz yerde. b) Her yerdedir. Sistem parçacığın hangi olasılıkla nerede olduğunu “bilir”. c) Hiç bir yerde değildir. Ölçüm parçacığı belli bir yerde olmaya zorlar. d) Ölçmeden parçacığın nerede olduğunu bilemeyiz. a) Doğru cevap: (c) seçeneği. Ölçmeden önce kedi canlı mıdır, ölü müdür? a) Ölçümden sonra nasıl bulduysak öyledir. b) Hem canlıdır, hem ölüdür. Sistem kedinin hangi olasılıkla ne durumda olduğunu “bilir”. c) Hiçbir şey değildir. Ölçüm kediyi belli bir durumda olmaya zorlar. d) Ölçmeden kedinin durumunu bilemeyiz. Doğru cevap (c) seçeneği mi? Dalga fonksiyonunun bir gerçekliği var mıdır? Eğer bir gerçekliği var ise sadece dalga fonksiyonu kullanarak klasik fizikle bağlantı kurulabilir mi? Kuantum mekaniğinin dalga fonksiyonunu temel alan bir yorumu olabilir mi? Yoksa dalga fonksiyonu daha geniş bir kuantum kuramında mı anlam kazanacaktır? Eğer dalga fonksiyonunun bir gerçekliği yoksa ve sadece gözlemcinin kafasındaysa, öznel midir? U-evrimi bize belirlenimci bir kuram portresi çiziyor: Schrödinger denkleminin çözümü dalga fonksiyonunun zaman bağımlılığını verir. R-evrimi ölçme sırasında gerçekleşir ve belirlenimci değildir. Dalga fonksiyonun karesinin alınarak olasılıklar hesaplanması belirlenimci bir fizik vermiyor. Kuantum kuramı belirlenimcidir, ancak klasik fizikle bağlantı kurma yöntemimiz belirlenimci değildir. Planck Işıma yasası Heisenberg belirsizlik Fotoelektrik etkisi ilkesi Spin durumları Dalga paketi Hilbert uzayı U ve R evrimleri Schrödinger’in kedisi Everett yorumu Bohr atom modeli Çift yarık deneyi Parçacık-Dalga ikiliği Dalga Fonksiyonu Ölçme problemi Kuantum tünelleme