معادلة ديراك

من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة
اذهب إلى التنقل اذهب إلى البحث
مقدمة ميكانيكا الكم
مبدأ الريبة
المقدمة · الصياغة الرياضية
علماء
بلانك · أينشتاين · بور · سومرفيلد · بوز · ريس جوست · كرامرز · هايزنبرج· بورن · جوردان · باولي · ديراك · دي برولي ·شرودنجر · فون نيومان · فيجنر · فاينمان · كاندلين · ديفيد بوم · إيفيريت · جون بل · فيلهام فين

معادلة ديراك عبارة عن معادلة موجية كمومية نسبية صاغها بول ديراك عام 1928م وتقدم وصفاً للجسيمات الأولية ذات عزم مغزلي مساوي لنصف عدد صحيح كالإلكترون (s = 1/2)، وبالتالي فهي تدمج نظرية الكم ومع نظرية النسبية الخاصة حيث أنها تطبق معادلات النسبية الخاصة على قوانين ميكانيكا الكم.[1][2][3]

الصياغة الرياضية[عدل]

معادلة ديراك التي قدمها في صياغتها الأصلية هي:

عندما طبق ديراك علاقة الطاقة وكمية الحركة على الإلكترون وهي: E² = (mc²)² + (Pc)²
حيث P هنا هي كمية الحركة للجسيم ، و
m كتلة الجسيم ، و
c سرعة الضوء في الفراغ.
من الملاحظ أن هذه المعادلة لها حلان الأول موجب والثاني سالب، وهو ما أوقع ديراك في مأزق، فقيمة الطاقة الموجبة تعطي طاقة الإلكترون المعروفة، وأما الحل السالب للطاقة فهو ما حاول بول ديراك نسبه إلى جسيم مضاد للإلكترون معتبراً كتلته مساوية لكتلة الإلكترون ولكن بشحنة مخالفة وهنا لم يستطع ديراك التخلص من هذا المأزق الذي وقعت به معادلته فحسب وإنما ساهم في اكتشاف نقيض الإلكترون، وبالتالي فإن النظرية تعلن عن ظهور نوع غريب من المادة وهي المادة المضادة التي تم التحقق منها تجريبياً عام 1932 م على يد العالم كارل أندرسون، ونتيجة لهذا الاكتشاف تم رصد البوزيترون لأول مرة، والبوزيترون هو الجسيم المضاد للإلكترون " له نفس الكتلة ولكن بشحنة موجبة" وكان ذلك أحد أعظم انتصارات الفيزياء النظرية الحديثة.

مراجع[عدل]

  1. ^ Quantum Theory 2012/2013, section 4.3 The Dirac Equation نسخة محفوظة 22 يونيو 2017 على موقع واي باك مشين.
  2. ^ Akhmeteli، Andrey (2011). "One real function instead of the Dirac spinor function" (PDF). Journal of Mathematical Physics. 52 (8): 082303. Bibcode:2011JMP....52h2303A. arXiv:1008.4828Freely accessible. doi:10.1063/1.3624336. 
  3. ^ Dirac، P.A.M. (1982) [1958]. Principles of Quantum Mechanics. International Series of Monographs on Physics (الطبعة 4th). Oxford University Press. صفحة 255. ISBN 978-0-19-852011-5. 
Science-symbol-2.png
هذه بذرة مقالة عن موضوع علمي بحاجة للتوسيع. شارك في تحريرها.