مفهوم كوانتيده به زبان ساده
در سال 1900، ماكس پلانك فيزيكدان آلماني، نظريه‌ي كوانتومي خود را ارائه نمود. بر اساس اين نظريه، پلانك فرض كرد كه نور نيز مانند ماده كوانتيده است. طبق نظریه مکانیک کوانتومی نور، که در دو دهه اول سده بیستم به وسیله پلانک و آلبرت اینشتین و بور برای اولین بار پیشنهاد شد، انرژی الکترو مغناطیسی کوانتیده است، یعنی جذب یا نشر انرژی میدان الکترو مغناطیسی به مقدارهای گسسته‌ای به نام «فوتون» انجام می‌گیرد. E=hν که در آن ν بسامد و E انرژی است.
[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
اما مفهوم كوانتيده چيست؟ براي روشن‌تر شدن مفهوم، چند مثال ساده مي‌زنيم:
1- تا به حال هيچ مغازه‌داري براي فروش دانه‌اي تخم‌مرغ به مشتري از 1.5 (يكي و نصفي) يا 2.7 صحبتي نكرده است. پس فروش دانه‌اي تخم‌مرغ يك مفهوم كوانتيده (گسسته) است و نه پيوسته.
2- تا به حال هيچ معلمي براي شمارش تعداد دانش‌آموزان خود در كلاس به عددهايي مانند 32.3 نفر يا 37.5 نفر دست نيافته. بلكه هر دانش‌آموز يك واحد مجزا به حساب مي‌آيد. پس تعداد دانش‌آموزان يك كلاس يك مفهوم كوانتيده است و نه پيوسته.
پلانك بر اساس نظريه‌ي خود بيان داشت كه پرتوي نور، جريان پيوسته‌اي (غيركوانتيده) از انرژي نيست. بلكه از تعداد بي‌شماري بسته‌ي كوچك و مجزاي انرژي تشكيل شده است. بنابراين، انرژي نوراني نمي‌تواند هر مقدار دلخواهي داشته باشد. پلانك اين بسته‌ها را كوانتوم ناميد. اينشتين نیز دریافته بود كه كوانتوم‌هاي نور، رفتاري شبيه ذره‌هاي ريز تشكيل‌دهنده‌ي ماده دارند. از اين رو، براي تأكيد بر اين رفتار ذره‌اي، كوانتوم نور را فوتون ناميد كه در واقع نور هم رفتار موجي و هم رفتار ذره‌اي دارد.
انیشتین مفهوم کوانتومی نور را برای توجیه اثر فوتوالکتریک بکار برد. بر این اساس فوتونها که دارای انرژی معینی هستند، بعد از برخورد با الکترونهای اتم، انرژی خود را به آنها داده و خود از بین می‌رود. این امر می‌تواند به عنوان یک مسئله برخورد میان دو ذره با استفاده از نظریه برخورد توضیح داده شود. بعد از برخورد، فوتون از بین می‌رود و الکترون با انرژیی که از فوتون می‌گیرد، از ماده جدا می‌شود و سبب ایجاد یک جریان فوتوالکترونی در مدار خارجی می‌گردد. مقدار جریان در مدار خارجی بسته به تعداد فوتونهایی که بر سطح ماده موجود در کاتد تابیده می‌شود، متفاوت خواهد بود.
نویسنده: اسماعیل جوکار
بیگ بنگ
