Mis on aeg? 3
UUs parandatud ja täiustatud väljaanne.
UUs parandatud ja täiustatud väljaanne.
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
möödumist, siis ei ole võimalik avastada energia jäävuse seaduse rikkumist. ΔE näitab energia<br />
kõrvalekallet impulsiga määratud väärtusest<br />
= +<br />
Reaalne foot<strong>on</strong>, mis võib kiirguda näiteks kahe laetud osakese põrkel, võib eksisteerida aga<br />
piiramatult kaua. Kahe ruumipunkti vahel, mille vahekaugus <strong>on</strong> l = cΔt, <strong>on</strong> virtuaalsel foot<strong>on</strong>il<br />
võimalik anda vastastikmõju ja seda siis Δt jooksul. Elektromagnetjõudude mõjuraadius võib olla<br />
mistahes suur, sest foot<strong>on</strong>i energia<br />
= =<br />
saab olla ükskõik kui väike. Valguse osakesi ehk foot<strong>on</strong>eid kirjeldabki kvandienergia võrrand E =<br />
hf = mc 2 , kus f <strong>on</strong> laine sagedus ja h <strong>on</strong> Plancki k<strong>on</strong>stant väärtusega 6,62 * 10 -34 Js.<br />
Välja vahendavad osakesed ei ole reaalsed, vaid <strong>on</strong> virtuaalsed, sest nad kannavad edasi energiat<br />
ja impulssi sõltumatult. Elektr<strong>on</strong> võib kanda energiat, mis <strong>on</strong> väiksem tema seisumassist. Impulss,<br />
mida kantakse parajasti üle, ei pruugi olla suunatud tekkepunktist neeldumispunkti. Virtuaalne<br />
foot<strong>on</strong> võib omada ka pikipolarisatsio<strong>on</strong>i komp<strong>on</strong>enti. Sellepärast <strong>on</strong>gi need osakesed ebareaalsed<br />
ja seetõttu kutsutakse neid virtuaalseteks osakesteks. Nende olemasolu ei ole võimalik katseliselt<br />
tõestada.<br />
Kvantmehaanikas ei ole kirjeldatud foot<strong>on</strong>i kui osakese mõõtmeid, vaid selle asemel kirjeldab<br />
osakeste liikumist ajas ja ruumis lainefunktsio<strong>on</strong>. Kvantmehaanika üks põhivõrrandeid λ=h/p ehk<br />
λ=h/mv näitab ära sama<strong>aeg</strong>selt foot<strong>on</strong>i nii leiulaine pikkuse kui ka valguslaine ehk<br />
elektromagnetlaine pikkuse. See tähendab füüsikaliselt seda, et foot<strong>on</strong>i leiulaineks <strong>on</strong>gi tegelikult<br />
valguslaine ehk elektromagnetlaine. De Broglie´ valem λ=h/mv=h/p seob osakeste laineomadusi (λ)<br />
ja korpuskulaaromadusi (m, v, p).<br />
Foot<strong>on</strong>i ja valguslaine omavaheline seos <strong>on</strong> analoogiline kvantmehaanikas tuntud lainefunktsio<strong>on</strong>i<br />
ja tema poolt kirjeldatava osakese seosega. Näiteks tõenäosuse, millega foot<strong>on</strong> satub<br />
mingisse ruumipunkti, määrab ära valguslaine amplituudi ruut sarnaselt nii nagu valguse<br />
intensiivsust mõõdab valguslaine elektrivektori ruudu keskväärtus. Täpselt samamoodi annab ka<br />
lainefunktsio<strong>on</strong>i mooduli ruut füüsikaliselt tõenäosuse ruumalaühiku kohta ehk tõenäosustiheduse<br />
mistahes osakese asumiseks vastavas ruumiosas. Statsi<strong>on</strong>aarsete olekute korral <strong>on</strong> lainefunktsio<strong>on</strong>i<br />
kuju määratud nii, et osakese tõenäosustihedus ei sõltu enam ajast. Lainefunktsio<strong>on</strong> ja selle mooduli<br />
ruut <strong>on</strong> matemaatiliselt komplekssed suurused. See tähendab seda, et tõenäosus võib väljenduda<br />
ainult reaalarvuna. Kõik eelnev tähendab sisuliselt seda, et kvantmehaanika ei võimalda määrata<br />
osakese täpset asukohta ruumis ega tema liikumistrajektoori, vaid <strong>on</strong> võimalik ainult ennustada,<br />
millise tõenäosusega leiame osakese mingis ruumipunktis. Seega <strong>on</strong> kvantmehaanikal statistiline<br />
iseloom.<br />
Näiteks elektr<strong>on</strong>i asukoha määramatus <strong>on</strong> vesiniku aatomis pea<strong>aeg</strong>u võrdne aatomi raadiusega.<br />
Seetõttu ei saa elektr<strong>on</strong>i vaadata kui kindlat trajektoori mööda liikuva osakesena, vaid pigem<br />
vesiniku tuuma ümber oleva elektr<strong>on</strong>pilvena.<br />
Kvantmehaanika ei anna tegelikult infot foot<strong>on</strong>i kui osakese suuruse kohta midagi, vaid ennustab<br />
seda, et millises ruumipunktis ja ajahetkes me osakest leida võime. See tähendab seda, et osakese<br />
suuruse ja <strong>aeg</strong>ruumi täpse asukoha asemel <strong>on</strong> tegelikult tõenäosusväli, mida kirjeldabki tuntud<br />
lainefunktsio<strong>on</strong>. Näiteks valguse ehk foot<strong>on</strong>i leiulaineks<br />
=<br />
<strong>on</strong> valguslaine ehk elektromagnetlaine. Osakeste leiutõenäosust määravaid laineid nimetatakse<br />
lühidalt leiulaineteks. Laineid kirjeldavat funktsio<strong>on</strong>i ehk tõenäosuslainete k<strong>on</strong>kreetset kuju ruumis<br />
ja ajalist muutumist kirjeldavat matemaatilist avaldist nimetatakse lainefunktsio<strong>on</strong>iks.<br />
352
Change language