Kvant

Fizikada kvant — qarşılıqlı təsirdə iştirak edən hər hansı fiziki varlığın minimum, bölünməz miqdarı; enerjinin müəyyən porsiyası.

Fiziki xassələrin "kvantlaşdırıla" biləcəyinə dair əsas anlayışa "kvantlaşdırma hipotezi" deyilir. ^[1] Bu o deməkdir ki, fiziki xassələrin böyüklüyü yalnız bir kvantın tam qatlarından ibarət diskret qiymətlər ala bilər.

Məsələn, foton müəyyən bir tezlikdə (və ya hər hansı digər elektromaqnit şüalanma formasında) tək bir kvant işığıdır. Eynilə, atomun daxilindəki elektronun enerjisi kvantlaşdırılır və yalnız müəyyən diskret qiymətlərdə mövcud ola bilər. (Atomlar və ümumiyyətlə maddə sabitdir, çünki elektronlar atom daxilində yalnız diskret enerji səviyyələrində mövcud ola bilər.) Kvantlaşdırma kvant mexanikasının əsaslarından biridir. Enerjinin kvantlaşdırılması və onun enerji ilə maddənin qarşılıqlı əlaqəsinə təsiri (kvant elektrodinamikası) təbiəti başa düşmək və təsvir etmək üçün əsas çərçivənin bir hissəsidir.

Kvant (quantum) sözü latınca quantus sözünün təkdə işlənən formasıdır və "nə qədər" deməkdir. "Quanta" "elektrik kvantları" (elektronlar) üçün qısaldılmış, 1902-ci ildə Filipp Lenard tərəfindən fotoelektrik effekt haqqında məqalədə istifadə edilmişdir. Bununla belə, ümumiyyətlə kvant sözü 1900-cü ildən əvvəl yaxşı tanınırdı, məsələn, kvant sözü E.A Po-nun "Nəfəs itirmə" əsərində istifadə edilmişdir. İfadə həm də tez-tez həkimlər tərəfindən istifadə olunurdu, məsələn, kvant satis termini, "kifayət qədər olan miqdar" anlamına gəlir. Helmholtz və Yulius fon Mayer həm həkim, həm də fizik idilər. Helmholtz Mayerin işinə dair məqaləsində istiliklə bağlı kvantdan istifadə etmişdir və kvant sözünə Mayerin 24 iyul 1841-ci il tarixli məktubunda ^[2] termodinamikanın birinci qanununun tərtibində rast gəlmək olar.

1901-ci ildə Maks Plank kvant sözündən "maddə və elektrikin kvantları",^[3] qaz və istilik mənasında istifadə etdi. 1905-ci ildə Plankın əsəri və Lenardın eksperimental əsərinə cavab olaraq (nəticələrini elektrik enerjisinin kvantları terminindən istifadə etməklə izah edən) Albert Eynşteyn şüalanmanın "işıq kvantları" (" Lixtquanta ") adlandırdığı məkanda lokallaşdırılmış paketlərdə mövcud olduğunu irəli sürdü. ).

Şüalanmanın kvantlaşdırılması konsepsiyası 1900-cü ildə qızdırılan cisimlərdən radiasiya emissiyasını anlamağa çalışan Maks Plank tərəfindən kəşf edilmişdir. Enerjinin yalnız kiçik, diferensial, diskret paketlərdə (bunları "bağlamalar" və ya "enerji elementləri" adlandırdığı) udulduğunu və ya buraxıla biləcəyini fərz edərək, Plank qızdırılan zaman rəngini dəyişən müəyyən cisimləri hesaba aldı. ^[4] 14 dekabr 1900-cü ildə Plank öz tapıntılarını Alman Fizika Cəmiyyətinə bildirdi və qara cisim şüalanması ilə bağlı tədqiqatının bir hissəsi olaraq ilk dəfə kvantlaşdırma ideyasını təqdim etdi. Təcrübələri nəticəsində Plank öz adı ilə Plank sabiti kimi tanınan h ədədi dəyərini çıxardı və elektrik yükü vahidi, Avoqadro – Loşmidt ədədi, moldakı həqiqi molekulların sayı üçün daha dəqiq dəyərləri bildirdi. Nəzəriyyəsi təsdiqləndikdən sonra Plank 1918-ci ildə kəşfinə görə fizika üzrə Nobel mükafatına layiq görüldü.

Kvantlaşdırma ilk dəfə elektromaqnit şüalanmasında kəşf edilsə də, o, təkcə fotonlarla məhdudlaşmır, enerjinin əsas aspektini təsvir edir.^[5] Nəzəriyyəni təcrübə ilə razılaşdırmaq cəhdində Maks Plank elektromaqnit enerjisinin diskret paketlərdə və ya kvantlarda udulduğunu və ya buraxıldığını irəli sürmüşdür.^[6]