Kwantummechanica

Wat is geschiedenis

Er zijn natuurlijk vele grote natuurkundige geweest in het verleden maar om die allemaal te gaan bespreken gaat me te ver.
De twee natuurkundige die veel invloed hebben gehad op de huidige kijk naar de kosmos (het allergrootste), en de kwantummechanica (die gaat over het allerkleinste) zijn Newton en Einstein. 
Daarom zal ik deze twee heren toch even wat aandacht gunnen, met betrekking tot de zwaartekracht en relativiteitstheorie.

Leven van Newton

Isaac Newton werd geboren in 1643, en leefde tot 1727.
Hij was een van de of misschien wel de grootste wetenschapper aller tijden. Hij studeerde aan Cambridge, maar was slechts een gemiddelde student.
Hij hield zich bezig met wiskunde, natuurkunde en astronomie.
Hij legde de grondslag voor differentiaalrekeningen.
Differentiaalrekening is een wiskundige rekenmethode voor het vaststellen van de veranderingen die functies ondergaan als er een onderdeel oneindig kleine veranderingen optreden.

Later zou hij hoogleraar wiskunde worden, en hield zich bezig met de optica, in de optica gaat het over het deel van de natuurkunde dat gaat over elektromagnetische straling in het zichtbare spectrum (licht)
Met behulp van een prisma ontdekte Newton dat een lichtbundel bestond uit alle kleuren van de regenboog. (Zie afb. 1) 
Zie hier de CD hoes van Pink floyd, een prisma.

Er zijn 3 belangrijke Wetten die Newton voort gebracht heeft.

1. De Eerste Wet: wet van de traagheid: Een lichaam beweegt in een rechte lijn, tenzij er een uitwendige kracht op uitgeoefend word die snelheid of richting doet veranderen.
2. De tweede Wet: Kracht verandert beweging
De verandering van de beweging is gelijk aan de resulterende kracht en volgt de rechte lijn waarin de kracht werkt.
3. De derde Wet: Actie is - reactie ( actie = min reactie)
Als een voorwerp een kracht op een ander voorwerp uitoefent, gaat dit gepaard met een even zo grote kracht in de tegengestelde richting.

 

Poincaré 
Hij deed een gedachte-experiment, dat van belang is om te kijken wat relatief en absoluut is. 
Stel je voor dat in een nacht het gehele universum, inclusief ons zonnestelsel en de aarde, 5 keer zo groot zou zijn geworden, zou je dat dan merken? 
Het antwoord is nee, niemand zou iets merken, omdat je geen vergelijking kunt trekken ten opzichte waarvan het heelal groter is geworden, het is dus niet waar te nemen, grote is dus relatief.  

James Clerk Maxwell 
Maxwell werd in 1831 geboren en was een groot wis- en natuurkundige
Hij was de grondlegger van het elektromagnetisme 
Hij opperde het idee dat licht een elektromagnetisch golfverschijnsel is. Volgens Maxwell moet elektriciteit en magnetisme beschreven worden in termen van elektromagnetische velden. Hij was de eerste die dit ook wiskundig kon onderbouwen. Met een van zijn basisvergelijkingen kon hij de snelheid van het licht berekenen. 
Later zou de Nederlandse Lorentz met behulp van de regels van Maxwell de breking van licht correct beschrijven.

Hendrik Lorentz 
Geboren te Arnhem in 1853. 
Hij ontving de Nobelprijs voor de Natuurkunde in 1902 voor onderzoek naar de invloed van magnetisme op spectraallijnen. 
Hij deed vooral theoretisch onderzoek naar de elektromagnetische eigenschappen van materie. Hij kwam tot de veronderstelling, dat de afmeting van voorwerpen beïnvloed wordt door hun snelheid de Lorentzcontractie. ( lees hier meer over in op de pagina over de Ether)

Michelson en Morley
Deze twee heren zijn beter bekent van het Michelson-Morley-experiment, dat ze uitvoerde in 1887 om hiermee het bestaan van een ether te bewijzen, het experiment mislukte hopeloos, de ether werd niet aangetoond. Maar het werd wel het belangrijkste mislukte experiment uit de geschiedenis en legde een basis voor de latere relativiteitstheorie van Einstein.

Fitzgerald en Lorentz
Uit het Michelson-Morley-experiment bleek dat de snelheid van het licht voor elke waarnemer hetzelfde is. Ongeacht hun relatieve beweging, Fitzgerald en Lorentz gingen na dit mislukte experiment verder om op hun manier toch het bestaan van de etherwind aan te tonen, dit deden ze met de contractietheorie (samentrekken)
Lees ook hier meer over op de pagina over de Ether

Leven van Albert Einstein
Hij werd geboren in 1879 en overleed in 1955, hij was naast natuurkundige ook uitvinder.
Einstein was in zijn vrije tijd veel met natuurkunde bezig, hij werkte toentertijd op een patentbureau. Hij publiceerde af en toe in Duitse tijdschriften.
In 1905 komt hij met de basis van zijn levenswerk, de speciale relativiteitstheorie, en later in 1915 de algemene relativiteitstheorie. 
De algemene relativiteitstheorie moest uitgebreid worden met de zwaartekracht, dit moest hij erin verwerken, en daarin heeft Newton al aardig wat voorwerk verricht.
En zo ook Galileo, en Newton gingen ervan uit dat tijd absoluut was, overal voor iedereen hetzelfde, ongeacht de positie en snelheid.
Einstein ging zo ver tegen de stellingen van deze twee grote meesters in te gaan met betrekking tot hun standpunt over relativiteit.
Dit is in gang gezet door de beweringen van maxwell over elektromagnetisme, die Einstein zo mooi in de oren klonken die moesten wel kloppen, en ook al hield dit in dat het voorwerk van Newton en galileo, op zijn minst aangepast moest worden, deze uitdaging ging hij aan, en met succes hij formuleerde van de algemene relativiteitstheorie.

Ook hield hij zich bezig met de kleine deeltjes, met zijn verklaring van het foto-elektronische effect, hiervoor ontving hij de Nobelprijs 
Hij gaat later o.a. verder met de ontwikkeling van de kwantummechanica, waar we het hier over gaan hebben.

Relativiteitstheorie het grote levenswerk van Einstein.
Speciale relativiteitstheorie, zoekt uit hoe je absolute beweging kunt onderkennen met behulp van de lichtsnelheid.

De Algemene relativiteitstheorie, kijkt naar de absolute beweging met behulp van het traagheidseffect, dat optreed als een object gedurende zijn weg van richting of snelheid verandert.

Op naar de theorie
Dit was slechts een korte en incomplete geschiedenisles, op de volgende pagina`s zal ik dieper ingaan op de ether en de heren die daar hun mening over hadden, of deze nu wel of niet bleek te kloppen het is wel belangrijk, ook voor de relativiteitstheorie om wat over de ether te weten, en de Algemene relativiteitstheorie is weer een stap naar de kwantummechanica.
Dus nu eerst wat meer diepgang en daarna de stof waarvoor je hier bent gekomen.