Kuantum ’un Temel İlkeleri

Heisenberg Belirsizlik İlkesi:
Bir kuantum sisteminin bazı özellikleri, örneğin bir
parçacığın konumu ve momentumu, aynı anda
istenen kesinlikte belirlenemez Yani, bir parçacığın
konumundai belirsizlikle momentumundaki
belirsizliğin çarpımı hiç bir zaman belli bir değerden
küçük olamaz Dolayısıyla biri kesin olarak ölçülürse
diğerindeki belirsizlik sonsuz olur Örneğin,parçacığın
konumunu kesin olarak belirlersek momentumu
hakkında hiçbir fikrimiz olamaz; momentumunu kesin
olarak belirlersek, bu kez parçacığın nerede olduğu hakkında hiç bir fikrimiz olmaz

Spin
Parçacıkların kendi iç dinamikleriyle ilgili bir özelliktirBir topun kendi etrafında dönmesine benzetilebilirFermiyon sınıfı parçacıklar, kesirli spinlere, bozon sınıfına giren parçacaklarsa, sıfır ve tam sayı spinlere sahiptirler

Fermiyonlar,Bozonlar Ve Pauli Dışlama İlkesi
Doğada iki tür temel parçacık var: Fermiyonlar ve bozonlar
Fermiyonlar maddeyi oluşturur (örnek: elektron, proton,
nötron) Maddeler arasındaki etkileşimini ileten parçacıklar
bozonlardır (örnek: Elektromanyetik etkileşime
aracılık eden foton) Aynı kuantum alanının kuantumları olan iki parçacığınn ayırtedilmesi imkansızdırİki aynı türden bozonunsa tüm kuantum özellikleri aynı olabilir Yani iki bozon uzayda aynı konuma, aynı momentuma, aynı spine vs sahip olabilirler Bütün
özellikleri aynı olan bozonlar bir arada olmak isterlerİki
aynı türden fermiyonun, örneğin iki elektronun, bütün
kuantum özelliklerinin aynı olması mümkün değildir En az bir
özelliğin farklı olması gerekir Bu özelliğe Pauli dışlama ilkesi adı verilirYüzden fazla değişik tür atom olmasının nedeni bu ilkedir Bir atomda aynı enerji durumunda biri yukarı diğeri aşağı spinli sadece iki elektron bulunabilirDiğerleri başka bir enerji durumunda (yörüngede) bulunmak zorundadırlarİki farklı atomda farklı sayıda elektron bulunması, Pauli dışlama ilkesi yüzünden
atomların farklı kimyasal özelliklere sahip olmalarına neden olur

Planc Sabiti
Kuantum fiziğinin temel fiziksel sabitidir
h 6,626 x 10(üssü 34) Joulesaniye (Joule enerji
birimidir)

De Broglie Dalgası
Momentumu p olan her parçacık dalga boyu hp olan bir
dalga özelliği gösterir Parçacıklar, yapılan deneyin özelli¤ine
bağle olarak, parçacık ya da dalga gibi davranabilirler

Üst Üste Gelme

Bir kuantum sistemi aynı anda birden fazla durumda bulunabilir Yani bir elektron, uzayda birden fazla konumda veya birden fazla enerji durumunda olabilir Sağduyuya aykırı görünen ve anlatılması en zor ilkelerden biridir “Schrödinger’in kedisi örneğinde olduğu gibi kedinin aynı anda hem canlı hem de ölü olması gibi kabul
edilmesi güç sonuçlara yol açmaktadır Bir çok fizikçiye göre üst üste gelme ilkesi, sadece mikroskobik sistemler için geçerlidir

Kuantum Alanları
Parçacıklar ve alanlar uzun süre farklı olgular olarak kabul
edildiler Kuantum alanlar kuramı, parçacıkların kuantum
alanlarının temel kuantumları olduklarını gösterdi Örneğin
fotonlar elektromanyetik alan›n, elektronlar bir elektron
alanının, kuarklar bir kuark alanının kuantumlarıdır


Bilim Teknik 295 Sayı