لویی دو بروی

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
پرش به: ناوبری، جستجو
لویی دو بروی
Broglie Big.jpg
متولد ۱۵ اوت ۱۸۹۲
دیئپ، سنه مریتیم
مرگ ۱۹ مارس ۱۹۸۷(۱۹۸۷-03-۱۹) ‏(۲۷ سال)
لوسین
ملیت Flag of France.svg فرانسه
رشته فعالیت فیزیک
محل کار سوربن
دانشگاه پاریس
استاد راهنما پل لانگوین
دلیل شهرت به خاطر کشف طبیعت موجی الکترون‌ها
جوایز Nobel prize medal.svgجایزه فیزیک نوبل (۱۹۲۹)

لویی-ویکتور-پی یر-ریمون دوک دو بروی (به فرانسوی: Louis-Victor-Pierre-Raymond, 7th duc de Broglie) ‏ (زاده ۱۵ اوت ۱۸۹۲، دیپ - درگذشته ۱۹ مارس ۱۹۸۷، لوسین) فیزیکدان فرانسوی و برندهٔ جایزه نوبل فیزیک است ..[۱]

بیوگرافی[ویرایش]

لویی دو بروی در ۱۵ اوت ۱۸۸۹ در یک خانواده نجیب در شهر دئیپدیئپ، سنه مریتیم فرانسه چشم به جهان گشود. او پس از مرگ برادر بزرگترش موریس (دوک ششم)، در سال ۱۹۶۰ به مقام دوک هفتم نایل گردید. او در طول دوران زندگی خود هیچ وقت ازدواج نکرد و زمانی که در لاوسینس (Louveciennes) فرانسه درگذشت، به دلیل نداشتن وارث، پسر عموی دور او، ویکتور- فرانسواVictor-François به مقام دوک هشتم نایل گردید. دوبروی در ابتدا کار علمی اش را در زمینهٔ علوم انسانی شروع کرد و اولین مدرک تحصیلی خود را نیز در زمینهٔ تاریخ کسب کرد. اما پس از آن با وقوع جنگ جهانی اول در سال ۱۹۱۴، او به ارائه خدمات به ارتش در توسعه ارتباطات رادیویی پرداخت که سبب تغییر رویکرد او به سمت ریاضیات و فیزیک شد و موفق به کسب مدارکی علمی در این زمینه گشت. در همین باب او در سال ۱۹۲۴ تحقیقاتش را در مورد نظریهٔ کوانتومی‌ای که بر اساس کارهای ماکس پلانگ و البرت انیشتین در نور پایه ریزی شده بود انجام داد و نظریهٔ خود را دربارهٔ حالت‌های موجی الکترون، که به نظریهٔ دوگانگی ماده-موج مشهور شد، مطرح کرد. دوبروی پایان نامهٔ دکترای خود را با محتوای تایید خاصیت دوگانگی ذرات و موج ارئه کرد که با تصویب از سوی البرت انیشتین، او به کسب عنوان دکترای خود در فیزیک نایل گردید. به این ترتیب شهرت فرضیهٔ دوبروی که بیانگر این است که هر ذره یا جسم در حال حرکت یک موج همراه خود دارد، به اوج خود رسید. پس از این مهم، او یک زمینهٔ جدید در فیزیک با نام مکانیک موجی ایجاد کرد که به ایجاد ارتباط میان فیزیک انرژی (موج) و فیزیک ماده (ذرات) انجامید. با این کارش او توانست جایزه نوبل را در سال ۱۹۲۹ به دست آورد. دو بروی در دوران بعدی کاریش به توضیح علیّ از مکانیک موجی پرداخت که با مدل‌های کاملاً احتمالاتی مسلط بر مکانیک کوانتومی در تضاد بود. کارهای او توسط دیوید بوهمدیوید بوهم در سال ۱۹۵۰ تصحیح شد. علاوه بر این کارهای بشدت علمی، او در مورد فلسفه علم، از جمله ارزش اکتشافات علمی مدرن، به تفکر پرداخت و حاصل اندیشه‌هایش را به رشتهٔ تحریر در آورد. دو بروی در سال ۱۹۳۲ عضو اکادمی علوم پردازنده شد و از سال ۱۹۴۲ به بعد دبیر ثابت ان اکادمی بود. از او برای پیوستن به شورای اتحادیهٔ کاتولیک فرانسه دعوت شد، اما با توجه به این واقعیت که او فردی غیر مذهبی بود، این پیشنهاد را نپذیرفت.[۲] در ۱۲ اکتبر ۱۹۴۴ در فرهنگستان فرانسه او جایگزین ریاضی‌دان بزرگ، امیل پیکارد گشت. مصادف شدن این امر با جنگ جهانی دوم سبب مردن یا زندانی شدن برخی از اعضای فرهنگستان شده بود، به همین دلیل در این زمان اکادمی قادر به انجام انتخابات نبود، زیرا برای انجام این کار حضور بیست تن از اعضای الزامی بود. اما با توجه به این شرایط استثنایی، مجمع با ۱۷ عضو تشکیل شد و به اتفاق اراء دوبروی را به این مقام منصوب کرد. در یک رویداد منحصربه‌فرد در طول تاریخ فرهنگستان، یک نفر (دوبروی) توسط برادرش (موریس- که از سال ۱۹۳۴ عضو مجمع بود) به عنوان عضو انتخاب گردید. از دیگر افتخارات و کارهای مهم دوبروی می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

  • گرفتن جایزه کالینگا Kalinga Prize درسال ۱۹۵۲ از یونسکو به دلیل محبوب کردن علم ودانش.
  • عضو خارجی انجمن سلطنتی در ۲۳ اوریل ۱۹۵۳.
  • در سال ۱۹۶۱ عنوان شوالیه را از صلیب بزرگ در لژیون افتخار کسب کرد.
  • برای تلاش‌های او در نزدیک کردن علم و صنعت به هم در سال ۱۹۴۵ پست مشاور کمیسیون عالی فرانسه از سوی سازمان انرژی اتمی به او اهدا شد.
  • او موفق به تاسیس مرکزی برای مکانیک کابردی در موسسهٔ هانری پوانکاره شد که در آن به پژوهش در زمینه‌های اپتیک، سیبرنتیک(cybernetics) و انرژی اتمی پرداخته می‌شد، که شکل گیری آن الهام گرفته از آکادمی بین‌المللی علوم ملکولی کوانتومی بود که او یکی از اعضای اولیهٔ آن بود.

تئوری‌های مهم[ویرایش]

ماده و دوگانگی موج - ذره[ویرایش]

ایده اساسی پایان نامه دوبروی در سال ۱۹۲۴ به شرح زیر است: "واقعیت این است که پس از آنکه انیشتن فوتون را در امواج نور معرفی کرد، کسی می‌دانست که نور حاوی ذراتی است که غلظت انرژی‌ای است که به همراه موج جا به جا می‌شود، که نشان دهندهٔ این است که تمام ذرات، مانند الکترون، باید توسط یک موج که در آن جایگزیده شده‌اند، جابه جا شوند... ایده اصلی من گسترش نظریهٔ مطرح شده در مورد نور و فوتون (خاصیت ذره‌ای نور) توسط انیشتین در سال ۱۹۰۵ به اینکه ذرات نیز می‌توانند به صورت موج منتشر شوند (خاصیت موجی ذره)، است". برای هر ذره از ماده به جرمmوسرعتvکه با موج واقعی در ارتباط است معادلهٔ مربوط به حرکت به صورت زیر بیان می‌شود:

\lambda = \frac{h}{p} = \frac {h}{{m}{v}} \sqrt{1 - \frac{v^2}{c^2}}

که در اینجا (طول موج-\lambda/سرعت نور-c- /ثابت پلانگ-h / اندازه حرکت زاویه‌ای-p) است. این نظریه به عنوان پایه و اساس مکانیک موجی قرار گرفت و توسط انیشتین و آزمایش‌هایی همچون پراش الکترون به وسیلهٔ دیویسون-گرامر(Davisson and Germer) تایید و پشتیبانی شدند، تعمیم این کار موجب ایجاد معادله شرودینگر شد. با این حال این تعمیم اماری بود و مورد تایید دوبروی قرار نگرفت، او معتقد بود که ذره باید کرسی جنبش‌های داخلی متناوب باشد و به منظور باقی‌ماندن در یک فاز ثابت باید به همراه موج حرکت کند، که توسط فیزیکدانان نادیده گرفته شد. در نظر گرفتن انتشار امواج بدون تعیین محل ذرات اشتباه است. که کاملاً بر خلاف نظریه‌های اصلی دوبروی بود. از نقطه نظر فلسفی، نظریه ماده – موج، تا حد زیادی با علم نابودی اتمیسم(ruin of the atomism) که در گذشته مطرح شده بود در ارتباط است. در اصل دوبروی تصور می‌کرد که موج واقعی با ذرات همراه است. در واقع جنبه‌های موجی ماده با یک تابع موج تعریف شده توسط معادله شرودینگر به رسمیت شناخته شد، که یک نهاد خالص ریاضی، با داشتن تعبیر احتمالاتی است، بدون حمایت از سوی عناصر واقعی فیزیک. این تابع موج به ظاهر رفتار موج گونه دارد، بدون اینکه امواج واقعی فیزیک را نشان دهد. با این حال با کارهای دیوید بوهم، او در اواخر زندگی خود به تفسیر مستقیم فیزیکی و واقعی از ماده - موج دست یافت. نظریهٔ دوبروی – بوهم امروزه، تنها تفسیری از وضعیت واقعی موج و ماده ارائه می‌دهد و پیش بینی‌های نظریهٔ کوانتومی را نشان می‌دهد. اما از ان زمان تا به حال دارای مشکلاتی است و نمی‌تواند بیش از تفسیر کپنهاگ پیش بینی کند. به همین دلیل این نظریه به مقدار کمی از سوی جامعه علمی به رسمیت شناخته می‌شود.

عدم بطلان و تنوع جرم[ویرایش]

با توجه به نظریهٔ دو بروی، نوترینو‌ها و فوتون‌ها دارای جرم غیر صفر هستند، هرچند بسیار ناچیز باشد. این که فوتون کاملاً بدون جرم نیست از ارتباط اش با نظریهٔ دوبروی تحمیل شده است. در ضمن، رد شدن فرضیهٔ فوتون بدون جرم سبب ایجاد شک در دوبروی نسبت به فرضیهٔ انبساط جهان شد. علاوه بر این او معتقد بود که جرم واقعی ذرات ثابت نیست و متغیر می‌باشد، و هر ذره را می‌توان به عنوان معادل دستگاه ترمودینامیکی، به صورت انتگرال تناوبی ای از عمل نشان داد.

تعمیم اصل کمترین عمل[ویرایش]

لویی دو بروی در بخش دوم پایان نامه خود در سال ۱۹۲۴، با استفاده از اصل کمترین کنش در مکانیک و اصل فرما در نور به این نتیجه رسید که اصل فرمای اعمال شده به فاز امواج، معادل است با اصل ماپرتیوس Maupertuis' principle که به جسم در حال حرکت اعمال شده است. این هم ارزی یک قرن پیش توسط هامیلتون بیان گردیده ودر سال ۱۸۳۰ به چاپ رسیده بود. در ان دوره تجربه برای توصیف پدیده‌های اتمی مدرکی از اصول اساسی فیزیک نداشت. دوبروی در اواخر دوران کاریش، با فیزیکدانی به نام ماکس پلانگ، کسی که انالیز ابعادی را بسیار دنبال کرده بود وتا اغاز قرن بیستم، تنها با یک ثابت جهانی (با انلایز ابعادی انتروپی) در جهان شناخته می‌شد، مواجه شد.

دوگانگی قوانین طبیعت[ویرایش]

به دور از ادعا، برای ساختن، تضاد ناپدید می‌شود. در صورتی که ماکس بورن فکر می‌کرد که با یک رویکرد اماری به نتیجه می‌رسد، دوبروی نظریهٔ دوگانگی موج - ذره را به تمام ذرات (همچون کریستال که سبب ایجاد پدیدهٔ پراش شد) گسترش داد. در این زمینه حتی او توانست اصل دوگانگی را به قوانین طبیعت گسترش دهد. آخرین اثر او ساختن سیستمی واحد از قوانین، از دو سیستم بزرگ ترمودینامیک و مکانیک بود:

"هنگامی که بولتزمن و دنباله روهایش، تفسیر اماری خود را از ترمودینامیک گسترش می‌دادند، عده‌ای پنداشتند که ترمودینامیک شاخهٔ پیچیده‌ای از دینامیک است. اما با ایده‌های واقعی من، همان ترمودینامیک به شاخهٔ اسانی از دینامیک مبدل گشت. من فکر می‌کنم که، تمام ایده‌هایی که من در طی سالیان اخیر معرفی کرده‌ام، تا حد زیادی، مهمترین و عمیق ترین انها بوده است."

به نظر می‌رسد که این ایده با نظریهٔ دوگانگی پیوسته - ناپیوسته، مطابقت دارد. از زمانی که دینامیک ان می‌توانست حدی از ترمو دینامیک باشد، انتقال به محدودیت‌های مداوم فرض مسلم ان بود. که ان نیز به لیبنیز (Leibniz) نزدیک است، کسی که ضرورت وجود اصول فن معماری یا ساختمان اثر ادبی را برای تکمیل سیستم قوانین مکانیکی فرض کرد. با این حال به گفتهٔ دوبروی، دوگانگی کمتر دیده می‌شود. دوبروی در تلاش‌هایش برای ترکیب (از سویی یکی دیگر از محدودیت‌ها می‌باشد) به فرمول ترکیبی زیر رسید، که در ان اولین عضو به مکانیک و دومین عضو به اپتیک مربوط است:

 m c^2 = h \nu

نظریهٔ نوترینو از نور[ویرایش]

این نظریه که به سال ۱۹۳۴ بر می‌گردد، به معرفی این ایده که هر فوتون حاصل همجوشی دو نوترینو دیراک می‌باشد می پردازد. این نشان می‌دهد که حرکت مرکز ثقل این دو ذره از معادلات ماکسول تبعیت می‌کند و نیز به مفهوم ان است که نوترینو و فوتون هر دو دارای جرم غیر صفر می‌باشند، هرچند که بسیار ناچیز باشد.

ترمودینامیک پنهان[ویرایش]

ایدهٔ نهایی دوبروی، نظریهٔ ترمودینامیک پنهان در دستگاه ایزوله می‌باشد. این نظریه تلاش می‌کند که سه اصل فرما، ماپرتیوس و کارنو را در کنار همدیگر گرد اورد. در این کار، عمل، یک نوع مخالف از انتروپی است، که از طریق یک معادله که تنها به دو بعد جهانی ربط دارد، به شکل زیر بیان می‌شود:

{Action\over h} = -{Entropy\over k}

به عنوان یک نتیجه از تاثیر زیاد ان، این نظریه اصل عدم قطعیت را، در فواصل حدوداً بینهایت از عمل، فواصل مربوط به کاهش انتروپی، به ارمغان می اورد.

افتخارات و جوایز[ویرایش]

۱۹۲۹ – جایزه نوبل در فیزیک.

۱۹۲۹ – مدا ل هنری پوانکاره.

۱۹۳۳ – جایزه البرت از موناکو Albert I of Monaco Prize

۱۹۳۸ – مدال ماکس پلانگ.

۱۹۳۸ – عضو اکادمی علوم سلطنتی سوئد شد.

۱۹۴۴ – عضو فرهنگستان فرانسه شد.

۱۹۵۲ – جایزه کالینگاKalinga Prize

۱۹۵۳ – عضو انجمن اجتماعی (Royal Society)

انتشارات[ویرایش]

  • پژوهش در نظریهٔ کوانتومی / پایان نامه /پاریس /۱۹۲۴.
  • امواج و جنبش‌ها / پاریس /۱۹۲۶.
  • گزارش به کنگرهٔ سلاوی ۵ / بروکسل /۱۹۲۷.
  • مکانیک موج/ پاریس /۱۹۲۸.
  • ماده و نور / پاریس /۱۹۳۷.
  • تلاش در تفسیر و مکانیک موجی علیّ غیر خطی:نظریهٔ راه حال دو / پاریس /۱۹۵۶.
  • مکانیک موج غیر خطی: تفسیر علیّ / امستردام /۱۹۶۰.
  • در راه علم
  • مقدمه‌ای به نظریهٔ امواج جدیدی از ژان پیر ویگر و همکارانش / پاریس /۱۹۶۱.
  • بررسی انتقادی از پایه‌های تفسیر فعلی مکانیک موجی / پاریس /۱۹۶۳.
  • عدم قطعیت و یقین علم / پاریس /۱۹۶۶.


منابع[ویرایش]

  1. «برندگان جایزه نوبل فیزیک»(فارسی)‎. پایگاه ملی داده‌های علوم زمین کشور. 
  2. Quantum Mechanics at the Crossroads: New Perspectives From History, Philosophy And Physics. Springer. 2007. p. 71. ISBN 9783540326632. Retrieved 14 April 2012. "Asked to join Le Conseil de l'Union Catholique des Sceintifiques Français, Louis declined because, he said, he had ceased the religious practices of his youth." 

الگو:خلاصه‌ای از این صفحه در وکیپدیای انگلیسی الگو:Http://en.wikipedia.org/wiki/Louis de Broglie

پیوند به بیرون[ویرایش]

جستجو در ویکی‌انبار در ویکی‌انبار پرونده‌هایی دربارهٔ لویی دو بروی موجود است.
جستجو در ویکی‌گفتاورد مجموعه‌ای از گفتاوردهای مربوط به Louis de Broglie در ویکی‌گفتاورد موجود است.