Kwant

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacji, wyszukiwania
Ujednoznacznienie Ten artykuł dotyczy pojęcia fizycznego. Zobacz też: Kwant – program telewizyjny.
Mechanika kwantowa
Quantum intro pic-smaller.png
\Delta x\, \Delta p \ge \frac{\hbar}{2}
Zasada nieoznaczoności Heisenberga
Równanie Schrödingera
Wstęp
Aparat matematyczny
Koncepcje podstawowe
Stan kwantowy  · Funkcja falowa  · Superpozycja  · Splątanie kwantowe  · Pomiar  · Nieoznaczoność  · Reguła Pauliego  · Dualizm korpuskularno-falowy  · Dekoherencja kwantowa  · Twierdzenie Ehrenfesta  · Tunelowanie
Znani uczeni
Planck  · Bohr  · Sommerfeld  · Bose  · Kramers  · Heisenberg  · Born  · Jordan  · Pauli  · Dirac  · de Broglie  · Schrödinger  · von Neumann  · Wigner  · Feynman  · Candlin  · Bohm  · Everett  · Bell  · Wien

Kwant – najmniejsza porcja, jaką może mieć lub o jaką może zmienić się dana wielkość fizyczna w pojedynczym zdarzeniu; np. kwant energii, kwant momentu pędu, kwant strumienia magnetycznego, kwant czasu.

W mechanice klasycznej wielkości fizyczne mogą przyjmować, a tym samym i zmieniać się o dowolną wartość. W mikroukładach (np. elektron w atomie) niektóre wielkości opisujące elektron mogą przyjmować tylko określone wartości, a tym samym mogą one zmieniać się tylko o określone wielkości. Tak określone porcje nazywane są kwantami. Zachowanie mikroukładów opisuje dział fizyki - mechanika kwantowa.

Etymologia i historia użycia terminu[edytuj | edytuj kod]

Słowo kwant pochodzi z łaciny. Quantum jest rodzaju nijakiego, a oznacza jak dużo. Forma w liczbie mnogiej to quanta. Na przełomie XIX i XX wieku słowo quantum było używane w języku niemieckim w fizyce dla określenia elektronu. Max Planck używał słowa quanta w znaczeniu kwantów materii i elektryczności, gazu i ciepła (artykuły z lat 1883 i 1901).

Używał ich również w roku 1902 Philipp Lenard (negative Elektrizitätsquanten), który w swoim wykładzie noblowskim w roku 1906 pierwszeństwo użycia słowa przypisał Helmholtzowi (cytowane w wykładzie prace z lat 1881 i 1892). Helmholtz używał w latach 1881-83 słowa quantum, pisząc o cieple jako o niezniszczalnym quantum pewnej substancji i quantum ożywczej (żywej) siły (energii), natomiast quanta w roku 1892 odnosiły się do ładunków elektrycznych. Helmholtz był fizykiem i lekarzem, a więc słowo quantum znał jako termin medyczny. Jednak używając go w swoich artykułach nie twierdził, że użycie quantum w fizyce jest jego własnym pomysłem. Wystąpienia Helmholtza w latach osiemdziesiątych XIX w. dotyczyły ustalenia pierwszeństwa do odkryć, dokonanych przez lekarza i podróżnika Roberta J. Mayera. W liście z 24.7.1841 Mayer pisał o quantum siły ruchu (obecnie powiedzielibyśmy energii kinetycznej), które to quantum miało odpowiadać quantum energii cieplnej. Wcześniej słowo quantum było używane przez lekarzy i aptekarzy w zwrocie quantum sufficit, w skrócie q.s. lub Q.S. Litery q.s. receptach oznaczały, że składnika należało dodać tylko tyle, ile trzeba do zrobienia pigułki i osiągnięcia pożądanego skutku medycznego. Podobne znaczenie ma quantum satis, również skracane do Q.S..

Obecnie nie wiadomo, czy quantum lub skrót q.s. pojawiały się wcześniej nie tylko na receptach, ale również w pracach naukowych z dziedziny medycyny lub analityki chemicznej. Słowo quantum w znaczeniu zbliżonym do obecnego określenia pojęcia fizycznego kwantu trafiło do wielu języków dzięki pracy Einsteina z roku 1905 na temat zjawiska fotoelektrycznego. W artykule tym, nawiązując do prac Maxa Plancka i Philippa Lenarda, Albert Einstein wprowadził pojęcie kwantów światła (po niemiecku w liczbie mnogiej Lichtquanten).

Bibliografia[edytuj | edytuj kod]

  • J. Mehra and H. Rechenberg, The Historical Development of Quantum Theory, Vol.1, Part 1, Springer-Verlag New York Inc., New York 1982.
  • Lucretius, On the Nature of the Universe, transl. from the Latin by R.E. Latham, Penguin Books Ltd., Harmondsworth 1951. There are, of course, many translations, and the translation's title varies. Some put emphasis on how things work, others on what things are found in nature.
  • M. Planck, A Survey of Physical Theory, transl. by R. Jones and D.H. Williams, Methuen & Co., Ltd., London 1925 (Dover editions 1960 and 1993) including the Nobel lecture.
  • M. Planck, Ueber das thermodynamische Gleichgewicht von Gasgemengen, Annalen der Physik, 1883 vol.255, str. 358
  • A. Einstein, Über einen die Erzeugung und Verwandlung des Lichtes betreffenden heuristischen Gesichtspunkt, Annalen der Physik, 1905 vol. 17, str. 132 - 148 [1]