دید کلی
اگر سیر تحولی علوم مختلف را مورد توجه قرار دهیم ، ملاحظه می کنیم با گسترش علوم ، هر روز نظریه های جدیدی به وجود می آیند. اما تمام این نظریه ها ، از این اصل کلی پیروی می کنند که نظریه جدید باید در حالت جدی به نظریه قدیم تبدیل گردد. به بیان دیگر نظریه جدید که نسبت به نظریه قبلی کاملتر است ، باید تحت شرایط خاصی به نظریه قبلی تحویل گردد. این بیان به عنوان اصل همخوانی معروف است.
مبنای اصل همخوانی
بوهر از این مفهوم استفاده مهمی کرد که نظریه کوانتومی که خود ، آن را گسترش داده بود باید در حدی که در آن نظریه کلاسیک اعتبار دارد به این نظریه تبدیل شود. او این اندیشه خود را به عنوان اصل همخوانی فرمولبندی کرد. از نظر تکنیکی این اصل بیان می کند که وقتی که اعداد کوانتومی بزرگ باشند ، به عنوان مثال وقتی که در اتم هیدروژن عدد n (عدد کوانتومی اصلی) بزرگ باشد ، باید به حد کلاسیک برسیم.
کاربردهای اصل همخوانی
- اگر نظریه سازگاری برای پدیده های کوانتومی بنا شود ، در اینصورت این نظریه خود بخود فیزیک کلاسیک را به عنوان حالت حدی خود ..... خواهد شد. ولی این اصل در راهنمایی برآوردهای نظری بسیار موثر بود ، و هایز بزگ را به جایی رهنمون ساخت که گام بزرگی به مکانیک کوانتومی بردارد.
- اتم هیدروژن و اصل همخوانی:
نظریه الکترومغناطیسی کلاسیک در توجیه طیف اتمی عاجز است. از طرف دیگر ، این نظریه با آزمایشهایی که با امواج رادیویی با طول موج بلند انجام شده است و در آنها بسامد تابش با بسامد نوسان بارهای الکتریکی برابر است سازگار است. اصل همخوانی عمومی ایجاب می کند که نظریه عمومی تر کوانتومی همان نتایج نظریه محدود تر کلاسیکی را در وضعیتهایی که نظریه کلاسیکی کافی است ، به دست دهد. بنابراین ، وقتی و فقط وقتی که اتم هیدروژن را بتوان به شرایطی نزدیک کرد که در آنها نظریه کلاسیکی به کار می رود بسامدهای تابشی اتمی فوتونهای گسیل شده .... باید به بسامدهای موازی f ، نزدیک شوند. به بیان دیگر در حد همخوانی v=f است.
- می دانیم که یک رویداد به وسیله دو ناظر که یکی ساکن بوده و دیگری نسبت به ناظر اول در حال حرکت است ، بررسی شود ، در این صورت رابطه بین مشاهدات این دو ناظر در مورد رویداد مذکور ، بوسیله یک سری روابط تبدیلات بیان می شود. از جمله روابط تبدیلات مهم ، تبدیلات گالیله و تبدیلات لورنتس می باشد. تبدیلات گالیله ناقص و نارسا هستند و در توجیه پدیده های الکترومغناطیسی با شکست مواجه می گردد. اما تبدیلات لورنتس کاملتر و جامعتر می باشد. اصل همخوانی ایجاب می کند که تبدیلات لورنتس در حالت حدی به تبدیلات گالیله تحویل گردد. این حد به این صورت بیان می شود که هرگاه سرعت نور C ، به سمت بینهایت میل کند ، در اینصورت تبدیلات لورنتس به تبدیلات گالیله تبدیل می شوند.
- برای توصیف انتشار نور دو راه وجود دارد. یکی از این راهها ، اپتیک پرتوی یا هندسی و راه دیگر اپتیک موجی یا فیزیکی است. اپتیک موجی فقط قادر است پدیده هایی چون تداخل و پراش را توضیح دهد. از طرف دیگر ، اپتیک پرتوی می تواند پدیده هایی چون انتشار مستقیم الخط ، بازتاب و شکست نور را به خوبی توصیف کند. البته اپتیک موجی نیز می تواند جوابگوی این پدیده ها باشد. بنابراین اپتیک موجی یک نظریه فراگیرنده نور است ، حال آنکه اپتیک پرتوی در بعضی شرایط محدود کاربرد دارد. اصل همخوانی ایجاب می کند که در حد همخوانی ، نظریه فراگیرنده به نظریه محدود تبدیل شود. بنابراین هرگاه ابعد جسم یا دریچه ای که نور با آن مواجه می شود در مقایسه با طول موج نور تابشی بزرگ باشد (.... به سمت صفر میل می کند) در این صورت اپتیک موجی به اپتیک پرتوی تبدیل می گردد.
- در توصیف مکانیک کوانتومی که بر اساس فرمول بندی دیراک صورت می گیرد. یک سری روابط بنیادی به نام روابط جابه جایی کانونیک یا روابط جابجایی بنیادی معروف هستند. این روابط بنیادی مکانیک کوانتومی هستند که در توصیف لازم و ضروری است. از طرف دیگر چون نظریه کوانتومی نسبت به نظریه کلاسیک ، نظریه کاملتری است ، لذا اصل همخوانی ایجاد می کند که هرگاه ثابت پلانک .... به سمت صفرمیل کند. در این صورت نظریه کاملتر مکانیک کوانتومی (نظریه دیراک) به نظریه کلاسیک (نظریه پواسون) تبدیل می گردد.
مباحث مرتبط با عنوان
