• مشکی
  • سفید
  • سبز
  • آبی
  • قرمز
  • نارنجی
  • بنفش
  • طلایی
دانش و فن آوری (بازدید: 14172)
سه شنبه 13/9/1386 - 6:29 -0 تشکر 18312
فیزیک کوانتومی (و کارکرد آن در دنیای نانومقیاس)

فیزیک کوانتومی جایگاه مهمی در علوم نانو مقیاس داره. در این پست میخواهیم یه کلیاتی از این بحث رو ارائه کنیم. اگر علاقمندی وجود داشت در هر زمینه به جزییات بیشتر وارد میشیم.


سه شنبه 13/9/1386 - 6:30 - 0 تشکر 18313

برای شروع کسی میتونه بگه فیزیک و مکانیک کوانتومی و کلاسیک چه تفاوتی با هم دارند؟


پنج شنبه 15/9/1386 - 0:34 - 0 تشکر 18534

بحث از اینجا شروع میشه که ما بخواهیم مواد و پدیده های درون اون ها رو مدلسازی کنیم و از همین برای پیش بینی های بعدی استفاده کنیم. میدونیم که مواد تشکیل شده از اتمها و اون ها رو هم به نوبه خودشون از پروتون، نوترون و الکترون در نظر میگیریم (فیزیک کوانتومی اینها رو به عنوان قضایای اثبات شده میپذیره)
حالا میخواهیم حرکت و تاثیرات حرکتی الکترون در ماده رو بررسی کنیم.
چیز اولیه ای که حرکت الکترون در یک محیط دارای انرژی پتانسیلی توصیف میکنه، مجموعه روابط ریاضی پیچیده ای هست که نهایتا به معادله شرودینگر ختم میشه. بنابراین این نقطه آغاز مکانیک کواونتومی هست.

معادله شرودینگر


جمعه 16/9/1386 - 13:58 - 0 تشکر 18733

سلام جناب ریسرچر.
خوبید؟
یه سوال دارم ازتون در مورد مکانیک کوانتم.
میدونیم که در بررسی حرکت الکترون ها در لایه های الکترونی در اتم ها قواعد و ... خاصی برای تعریف مسیر حرکت(که البته دقیق نیست) و اوربیتال ها وجود داره اما من از دبیرمون در مورد اوربیتال های مولکولی پرسیدم که گفت اینا مربوط به دانشگاه هست و الان نمیشه برات درست توضیح بدم فقط یه توضیح مختصر داد که مولکول ها با هم الکترون به اشتراک میذارند و پیچیده از اوربیتال های اتمی هست حالا شما لطف بفرمائید در این مورد اطلاعاتی در اختیار ما بگذارید.
یا علی.


 

 

شنبه 17/9/1386 - 4:55 - 0 تشکر 18791

سلام و ممنون از توجهتون به بحث
الکترون ها در لایه های اتمی حرکت نمیکنند. البته در کتابهای شیمی ما یه کمی گنگ توضیح داده شده ولی در واقع فقط یک "احتمال حضور الکترون" در هر فضایی هست که اون رو اوربیتال مینامیم.
اما اوربیتال اتمی چیه، اوربیتال مولوکلی چیه.
اوربیتال اتمی همون هست که قبلا خوندید. فضای ترسیم شده از رفتار حرکتی الکترونها حول یک اتم مشخص هست که در اون فضا احتمال یافتن الکترون وجود داره. همون یک اس دو و اینا.... :



عکس بزرگتر اینجا


شنبه 17/9/1386 - 5:9 - 0 تشکر 18792

اما اوربیتال مولکولی همون فضای یافتن الکترون، یعنی مکان هندسی نقاطی که احتمال وجود الکترون در آن صفر نیست، پیرامون یک مولکول ه.
اوربیتال مولکولی با استفاده از معادله موج برای الکترونها (و به صورت ریاضی حل معادله شرودینگر که بالا گفتم) ایجاد میشه. در این تصویر فرق اوربیتال اتمی و مولکولی رو (و با مقایسه با تصویر پست قبل) به راحتی مشاهده میکنید:


اوربیتال مولکولی پیوندی برای مولکول هیدروژن

در پستهای بعدی بیشتر به اوربیتال های مولکولی میپردازیم.


جمعه 23/9/1386 - 1:52 - 0 تشکر 19210

حالا باید از اینجا شروع کنیم. معادله شرودینگر میشه به قول معروف "نقطه عزیمت" بحث مکانیک کوانتومی. این معادله غیر از مکان، زمان رو هم متغیر میگیره. اگر موافق هستین از اینجا ادامه میدیم.


يکشنبه 25/9/1386 - 23:11 - 0 تشکر 19551

خوب اون معادله شرودینگر که گفتیم مبنای اصلی محاسبات در فیزیک کوانتومی ه. بیان میکنه که در یک لحظه خاص (t) ، ذره ما (مثلا الکترون) در چه مکانی (x) هست، با توجه به اینکه انرژی پتانسیلی موجود در حال تغییره (Vx). یعنی با حل این معادله دیفرانسیل ما میتونیم معادله مکان ذره بر حسب رمان رو داشته باشیم.


يکشنبه 25/9/1386 - 23:12 - 0 تشکر 19552

بنابراین سه متغیر داریم، زمان، مکان و انرژی پتانسیلی و تابع اصلی ما در اینجا (سای ِ ایکس) تابع موج هستش. (wave function)
حالا باید ببینیم اساسا چرا باید مکان یابی در ابعاد کوچک متفاوت از ابعاد معمول باشه. یه صحبت اولیه در مورد اصل عدم قطعیت هایزنبرگ لازم ه تا به این موضوع بپردازیم
کسی کمکی در توضیحش میکنه؟


دوشنبه 3/10/1386 - 10:10 - 0 تشکر 20434

خوب ظاهرا بحث چندان جذابی نیست براتون!
بذارین یه جور دیگه ادامه بدیم.
ببینید، فرض کنید ما یه الکترون داریم. حالا میخواهیم ببینیم در هر لحظه در چه مکانی هست و ضمنا انرژی اون چقدره. این به ما کمک میکنه که سیستم رو مشخصه یابی کنیم و برای کاربردهای بعدی یک سیستم تعریف و مشخصه یابی شده (characterized) داشته باشیم. در مورد الکترون باید یک معادله دیفرانسیل رو (شرودینگر) که بالا گذاشتم با چند ساده سازی حل کنیم (مثلا انرژی پتانسیل رو صفر در نظر بگیریم و ...) حل این معادله در شرایط مختلف میشه اساس ریاضی ِمکانیک کوانتومی.


دوشنبه 3/10/1386 - 10:11 - 0 تشکر 20436

حالا برای اینکه خسته کننده نباشه میشه یه کمی جلوتر بریم و تفاوتهای مکانیک کوانتومی و کلاسیک رو ببینیم. کسی نمونه ای از این تفاوت ها داره؟ و اینکه اساسا خواص و پدیده های کوانتومی (که غالبا اثری از آثار کاهش ابعاد مواد و ساختارها هستند) چه نقشی رو در علوم (و بعدا فناوری) نانو بازی میکنند؟


برو به انجمن
انجمن فعال در هفته گذشته
مدیر فعال در هفته گذشته
آخرین مطالب
  • آلبوم تصاویر بازدید از کلیسای جلفای...
    آلبوم تصاویر بازدید اعضای انجمن نصف جهان از کلیسای جلفای اصفهان.
  • بازدید از زیباترین کلیسای جلفای اصفهان
    جمعی از کاربران انجمن نصف جهان، در روز 27 مردادماه با همکاری دفتر تبیان اصفهان، بازدیدی را از کلیسای وانک، به عمل آورده‌اند. این کلیسا، یکی از کلیساهای تاریخی اصفهان به شمار می‌رود.
  • اعضای انجمن در خانه شهید بهشتی
    خانه پدری آیت الله دکتر بهشتی در اصفهان، امروزه به نام موزه و خانه فرهنگ شهید نام‌گذاری شده است. اعضای انجمن نصف جهان، در بازدید دیگر خود، قدم به خانه شهید بهشتی گذاشته‌اند.
  • اطلاعیه برندگان جشنواره انجمن‌ها
    پس از دو ماه رقابت فشرده بین کاربران فعال انجمن‌ها، جشنواره تابستان 92 با برگزاری 5 مسابقه متنوع در تاریخ 15 مهرماه به پایان رسید و هم‌اینک، زمان اعلام برندگان نهایی این مسابقات فرارسیده است.
  • نصف جهانی‌ها در مقبره علامه مجلسی
    اعضای انجمن نصف جهان، در یك گردهمایی دیگر، از آرامگاه علامه مجلسی و میدان احیا شده‌ی امام علی (ع) اصفهان، بازدیدی را به عمل آوردند.