פרשנות העולמות המרובים
פירוש העולמות המרובים הוצע ב-1957 על ידי יו אוורט. הוא אומר שכשממדידים דבר קוונטי, היקום 'מתפצל'. בכל יקום מתרחשת תוצאה אחרת. דמיינו חתול במצב לא ברור, חי או לא חי. זהו ניסוי מחשבתי, לא אמיתי. לפי הרעיון, אחרי שבודקים יהיו שני עולמות. בעולם אחד החתול נראה חי. בעולם אחר הוא נראה לא חי. הצופה בכל ע...
צפיפות מטען
צפיפות מטען אומרת כמה מטען יש במקום קטן. מטען הוא דבר חשמלי חיובי או שלילי. קולון היא יחידה למדידת מטען. אם המטען מפוזר, סוכמים את כל החלקים הקטנים כדי לקבל את כל המטען. אם הצפיפות שווה בכל מקום, המטען הכולל הוא הצפיפות כפול גודל המקום. אם המטען נמצא בחלקיקים בודדים, מציינים כל חלקיק בנקודה שלו....
כימיה קוונטית
כימיה קוונטית משתמשת בכללים של פיזיקה קטנה כדי להבין חומרים. היא מסבירה איך אטומים ומולקולות מתנהגים. לפני המאה ה-20 מדענים גילו רעיונות חשובים. מקס פלאנק חשב שהאנרגיה ניתנת לחלקים קטנים. איינשטיין אמר שאור יכול להיות מורכב מחלקיקים קטנים שנקראים פוטונים. רעיונות אלה עזרו להבין כימיה ברמה קטנה. הא...
וקטור מצב (קוונטים)
וקטור מצב הוא דרך לתאר מצב במכניקה קוונטית. וקטור הוא רשימה של מספרים. כותבים אותו לפעמים |ψ\rangle. פונקציית גל מתארת גם היא מצב. החישובים מבוססים על רעיונות של וקטורים ומטריצות. מרחב הילברט, מקום מתמטי שבו שמים את הווקטורים. יש גם "ברים" ו"קטים": ה"בר" הוא וריאציה של הווקטור שעוזרת לחשב מדידות....
מצב קוונטי
מצב קוונטי אומר אילו דברים מתאימים למערכת קטנה מאוד. זה יכול לתאר מיקום, תנע ודברים אחרים. מצב קוונטי נותן את כל המידע שניתן על מערכת קטנה. יש דבר שנקרא סופרפוזיציה. סופרפוזיציה פירושה שהמערכת יכולה להיות בכמה מצבים גם יחד, ולא רק באחד שאנו לא יודעים. כשממדדים משהו, מקבלים תוצאה לפי הסתברות. חוק ב...
דואליות גל-חלקיק
דואליות גל-חלקיק לפעמים דברים קטנים מתנהגים כמו גל ולפעמים כמו חלקיק. זה קורה בחומר ובאור. מחשבות על אור וחומר ישנו זמן רב. חלק חשבו שהאור הוא גל. אחרים חשבו שהוא עשוי חלקיקים קטנים. ניסויים הראו שאור מתנהג כמו גל. מדענים כמו מקסוול הראו שהאור הוא גל חשמלי-מגנטי. החומר בנוי מאטומים. האידאה הז...
יקום מקביל
יקום מקביל הוא רעיון על עולם אחר שקיים לצד שלנו. אין הוכחה שזה אמיתי. חוקרים ומספיק סיפורים מדברים על זה. הרעיון אומר שיש נקודת התחלה אחת שממנה העולם מתפצל. למשל כשהמטבע נוחת, יכול להיות שהוא פלי, עץ או באמצע. מכל פעולה יוצאים אפשרויות שונות. מכניקת הקוונטים היא משפטים שמסבירים חלקיקים. פונקציי...
בעיית המדידה
בעיית המדידה היא קושי במכניקת הקוונטים. זו שאלה למה תיאור מתמטי משתנה כשעושים מדידה. לפני מדידה אפשר לחזות אפשרויות. ברגע שמודדים מקבלים תוצאה אחת. מערכת קוונטית מתוארת בעזרת פונקציית גל. פונקציית גל אומרת היכן החלקיק יכול להיות. משוואת שרדינגר היא כללי המשחק שמראים איך פונקציית הגל משתנה בזמן. בד...
סימון דיראק
סימון דיראק הוא דרך לכתוב מצבים בקוונטום. פול דיראק הגה אותו. יש שני חלקים חשובים: ברה וקט. ברא וקט הם סימנים שמחברים מצבים. כשמחברים ברה וקט מקבלים מספר. מספר זה מראה כמה סביר שיקרה משהו. פונקציית גל ψ(r) מראה היכן החלקיק עשוי להימצא. קט הוא הייצוג של מצב. ברה הוא "המצמיד" שלו. הצמדתם נותנת משרעת...
משוואת שרדינגר
משוואת שרדינגר מלמדת איך מצב של חלקיק קוונטי משתנה עם הזמן. היא נוצרה ב־1926 על ידי המדען ארווין שרדינגר. לפני כן חשבו על האטום באופן פשוט. רתרפורד גילה שיש גרעין קטן וחזק בלב האטום. בוהר אמר שהאלקטרונים עומדים במסלולים כמו גל. דה ברויי אמר שחלקיקים גם הם גלים. רעיונות אלה עזרו למצוא את משוואת שרדי...
ארווין שרדינגר
ארווין שרדינגר (1887, 1961) היה פיזיקאי אוסטרי. פיזיקאי = חוקר של חוקי הטבע. הוא פיתח את משוואת שרדינגר. משוואת שרדינגר = נוסחה שמסבירה איך חלקיקים מתנהגים כמו גלים. שורדינגר נולד בווינה. למד ועבד באוניברסיטאות שונות באירופה. ב-1926 פרסם את משוואת הגלים שלו. הרעיון שלו אומר שפונקציית גל מגדירה הסתב...
מקס בורן
מקס בורן נולד ב-1882 בעיר ברסלאו. אמא שלו מתה כשהיה קטן. הוא למד מתמטיקה ופיזיקה באוניברסיטאות שונות. בורן עזר לבנות את מכניקת הקוונטים. מכניקת הקוונטים היא מדע של חלקיקים זעירים. הוא תיאר את הרעיונות האלה בעזרת פונקציית גל. פונקציית גל היא נוסחה שמראה סיכויים למה יקרה לחלקיק. בשנת 1925 עבד עם הי...
פרשנות קופנהגן
פרשנות קופנהגן היא דרך לחשוב על תורת הקוונטים. תורת הקוונטים עוסקת בחלקיקים מאוד קטנים. לפי הפרשנות, תכונות של חלקיקים נקבעות רק כשמודדים אותן. מדידה, בדיקה שעושה ניסוי ומוצאת תוצאה. לפני המדידה, החלקיק יכול להיות בכמה מצבים יחד. מצב זה נקרא סופרפוזיציה, שילוב של אפשרויות. פונקציית גל, תיאור מתמ...
קריסת פונקציית הגל
"קריסת פונקציית הגל" היא שינוי שקורה כשמודדים מערכת קוונטית. פונקציית הגל (תיאור מתמטי שמראה איפה ייתכן למצוא חלקיק) נותנת סיכויים שונים. לפעמים מציבים את המצב כערימה של אפשרויות. כל אפשרות משויכת למספר קטן, אמפליטודה (מספר שקושר סיכוי). אחרי מדידה, המערכת נראית רק כאחת מהאפשרויות. הסיכוי לראות כל...
מכניקת הקוונטים
מכניקת הקוונטים היא ענף בפיזיקה שחוקר דברים מאוד קטנים. זאת פיזיקה של אטומים וחלקיקים. במערכת קוונטית, אנרגיה יכולה להופיע במנות קטנות שנקראות קוונטים. לכן חלקיק יכול להיות רק ברמות מסוימות. לפני יותר ממאה שנה מקס פלאנק אמר שאנרגיה באה במנות. אחר כך איינשטיין דיבר על פוטונים, מנות של אור. מדענים...
אורביטל אטומי
אורביטל אטומי (חלל שבו סביר למצוא אלקטרון) הוא כמו ענן סביב גרעין האטום. הוא מראה היכן רוב הסיכויים שהאלקטרון נמצא. בכל אורביטל יכולים לחיות עד שני אלקטרונים. כל אחד מהם צריך להיות עם "ספין" שונה. ספין (תכונה דמוית סיבוב) מבדיל ביניהם. יש סוגים של אורביטלים שנקראים s, p, d ו‑f. s נראה כמו כדור. ...
ניסוי שני הסדקים
ניסוי שני הסדקים בודק אם אור וחלקיקים מתנהגים כמו גל או כמו כדורון. כשגלים נפגשים הם יכולים להתחזק או לבטל את זה את זה. זה יוצר פסים של אור וחושך על מסך. היו מדענים שאמרו שאור הוא חלקיקים, ואחרים שאמרו שהוא גל. ניסוי יאנג הראה שאור מתנהג כמו גל. יאנג חילק אלומת שמש לשתי אלומות. על הקיר נוצרו פס...
חלקיק
חלקיק הוא רעיון בפיזיקה. זה גוף קטן עם מקום ומהירות. בחשיבה הפשוטה הוא קשיח ולא מתעוות. לעתים מדברים על "חלקיק נקודתי". זה אומר שמזניחים את הגודל שלו ומסתכלים רק על נקודה אחת. מדענים גילו שאטומים אינם רק נקודות קטנות. הם מורכבים מבפנים. מכניקת הקוונטים אומרת שלחלקיקים יש גם תכונות של גל. מיקום ...
בור פוטנציאל אינסופי
בור פוטנציאל אינסופי נקרא גם "חלקיק בקופסה". הקופסה היא מקום שבו החלקיק יכול להיות. הדפנות חזקות מאוד. החלקיק לא יכול לצאת החוצה. בפנים אין כוח, אז הוא יכול "להיות" בתנועה חופשית. במודל הזה החלקיק יכול להיות רק בכמה אנרגיות מסוימות. זה אומר שלא כל אנרגיה אפשרית מוזנת. זוהי תכונה של הקוונטים (קוונט...