لقد بينا من نظرية دي بروي إمكانية تمثيل الجسيم المادي بموجة موقوفة، لكن تلك النظرية مهتمة بدراسة الموجة في بعد واحد، وهو الانتقال حول محيط المدار داخل الذرة.

استخدم شرودنغر تلك الأفكار وطور دراسة هذه الأمواج من بعد واحد إلى ثلاثة أبعاد. في ظل الميكانيكا الموجية يتم وصف ودراسة جميع خصائص الجسيم المادي، كالموقع وكمية الدفع وطاقة الحركة وغيرهما عن طريق ما يسمى بالدالة الموجية wave function. يرمز لهذه الدالة بالرمز  وهي كما نرى دالة في الموقع والزمن. ان المعادلة التي تصف تطور هذه الدالة مع الزمن في الأنظمة الفيزيائية هي معادلة شرودنغر.

لماذا اخترنا عنوان (بداية الضباب) لهذا الجزء؟ السبب بسيط، وهو أن تخيل دالة موجية في الواقع أمر صعب جدا. فالموجات التي تصف الإلكترون هنا لا يمكن تشبيهها بأي طريقة كانت، بالموجات الصوتية أو موجات الماء أو حتى الموجات الكهرومغناطيسية. فهي وصف رياضي تجريدي بحت قابع داخل الدالة . اضافة الى ذلك فأنه لا يوجد فضاء فيزيائي واضح تنتشر فيه تلك الموجات. فموجات الماء تحتاج الى ماء حتى تنتشر فيه، والصوت يحتاج إلى هواء حتى ينتشر فيه ¹، لكن الإلكترون ينتشر في ماذا؟ إذا كنت تتصور انه ينتشر بالفراغ الذي حول الذرة، فما هو ذلك الفراغ؟ إننا نتكلم عن اصغر وحدات الكون، فإذا تخيلت وجود فراغ فأن هذا الفراغ يتكون من ذرات ونحن نتكلم عن اصغر مكونات الذرة وهو الإلكترون!

يجب على القارئ الآن أن يبدأ بنزع صورة الإلكترون كجسيم يدور حول النواة، كما في نموذج بور. وكذلك فكرة الموجات الأحادية البعد المستقرة كما تصورها دي بروي. وإذا أصررت على تخيل شكل معين للإلكترون، فبإمكانك أن تتخيل ضباب كثيف يحيط بالشمس، حيث الضباب هو الإلكترون والشمس هي النواة.

___________________________

هوامش

[1] كان يعتقد في السابق أن الضوء ينتشر في وسط أطلق علٌه اسم الاثير. لكن تم التأكد تجريبيا فيما بعد على عدم وجوده. فالضوء ينتشر بسرعة ثابتة في الفراغ، دون الحاجة إلى أي وسط.

مواضيع ذات صلة

Equipartition and the quantum oscillator

philosophical implications of quantum mechanics

Crystal diffraction

Measurement of position and momentum

Probability wave amplitudes

The uncertainty principle

First principles of quantum mechanics

Watching the electrons

An experiment with electrons

An experiment with waves

An experiment with bullets

Chance and likelihood