الاقتران (الفيزياء)

في الفيزياء ، يُعرف الاقتران بأنه تفاعل جسمين مع بعضهما البعض، أي أنهما ليسا مستقلين. في الميكانيكا الكلاسيكية ، يُعرَّف الاقتران بأنه اتصال بين نظامين متذبذبين ، مثل البندولات المتصلة بنابض. يؤثر هذا الاتصال على نمط تذبذب كلا الجسمين. أما في فيزياء الجسيمات ، فيُقال إن جسيمين مقترنان إذا كانا متصلين بإحدى القوى الأساسية الأربع .

ميكانيكا الموجات

مذبذب توافقي مقترن

إذا تمكنت موجتان من نقل الطاقة إلى بعضهما البعض، يُقال إن هاتين الموجتين "مقترنتان". يحدث هذا عادةً عندما تشترك الموجتان في مُركّب مشترك. مثال على ذلك بندولان متصلان بنابض . إذا كان البندولان متطابقين، فإن معادلات حركتهما تُعطى بالصيغة التالية: $m{\ddot {x}}=-mg{\frac {x}{l_{1}}}-k(xy)$ $m{\ddot {y}}=-mg{\frac {y}{l_{2}}}+k(xy)$

تمثل هذه المعادلات الحركة التوافقية البسيطة للبندول مع إضافة عامل اقتران الزنبرك. ^{[ 1 ]} ويُلاحظ هذا السلوك أيضًا في بعض الجزيئات (مثل _ثاني أكسيد الكربون والماء )، حيث تهتز ذرتان حول ذرة مركزية بطريقة مماثلة _.^{[ 1 ]}

دوائر LC المقترنة

في دوائر LC ، تتذبذب الشحنة بين المكثف والمحث، وبالتالي يمكن نمذجتها كمذبذب توافقي بسيط. عندما يؤثر التدفق المغناطيسي من محث واحد على محاثة محث آخر في دائرة LC غير متصلة، يُقال إن الدائرتين متصلتان. ^{[ 1 ]} يُحدد معامل الاقتران k مدى قوة اقتران الدائرتين ، ويُعطى بالمعادلة التالية: ${\frac {M}{\sqrt {L_{p}L_{s}}}}=k$

حيث M هي المحاثة المتبادلة للدوائر، وLp _و Ls _هما محاثتا الدائرتين الابتدائية والثانوية على التوالي. إذا تداخلت خطوط التدفق المغناطيسي للملف الابتدائي مع كل خط من خطوط الملف الثانوي، فإن معامل الاقتران يساوي 1. ${\textstyle M={\sqrt {L_{p}L_{s}}}}$ لكن عملياً، هناك تسريب بنسبة 100% ، لذا فإن معظم الأنظمة ليست متصلة بشكل مثالي. ^{[ 1 ]}

كيمياء

اقتران الدوران-الدوران

يحدث اقتران الدوران المغزلي عندما يؤثر المجال المغناطيسي لذرة ما على المجال المغناطيسي لذرة أخرى مجاورة. وهذا شائع جدًا في التصوير بالرنين المغناطيسي النووي . إذا لم تكن الذرتان مقترنتين، فستظهر قمتان منفصلتان، تُسميان بالقمم المفردة، تمثلان كل ذرة على حدة. أما في حالة وجود اقتران، فستنقسم قمم كل ذرة وفقًا لعدد الذرات المقترنة ودورانها المغزلي . ويحدث هذا نتيجة لتذبذب دوران الذرات الفردية بشكل متزامن. ^[²^]

الفيزياء الفلكية

الأجسام الفضائية المرتبطة ببعضها البعض تخضع لتأثير جاذبيتها المتبادلة . على سبيل المثال، ترتبط الأرض بكل من الشمس والقمر، إذ تخضع لتأثير جاذبيتهما. ومن الشائع في الفضاء الأنظمة الثنائية ، وهي عبارة عن جسمين مرتبطين جاذبياً ببعضهما البعض. ومن أمثلة ذلك النجوم الثنائية التي تدور حول بعضها البعض. وقد ترتبط عدة أجسام ببعضها البعض في آن واحد، كما هو الحال في العناقيد الكروية ومجموعات المجرات . عندما تتراكم الجسيمات الصغيرة، مثل الغبار، بمرور الوقت لتشكل أجساماً أكبر بكثير، تحدث عملية التراكم . وهذه هي العملية الرئيسية التي تتشكل من خلالها النجوم والكواكب. ^{[ 3 ]}

بلازما

يُعطى ثابت اقتران البلازما بنسبة متوسط طاقة تفاعل كولوم إلى متوسط طاقتها الحركية ، أو بعبارة أخرى، مدى قوة تماسك البلازما بفعل القوة الكهربائية لكل ذرة. ^{[ 4 ]} وبناءً على هذه النسبة، يمكن تصنيف البلازما إلى بلازما ضعيفة الاقتران وبلازما قوية الاقتران. العديد من أنواع البلازما الكلاسيكية، مثل بلازما الهالة الشمسية ، ضعيفة الاقتران، بينما تُعد بلازما النجم القزم الأبيض مثالاً على البلازما قوية الاقتران. ^{[ 4 ]}

ميكانيكا الكم

يمكن نمذجة نظامين كموميين متصلين بواسطة هاميلتوني على الشكل التالي:

${\hat {H}}={\hat {H}}_{a}+{\hat {H}}_{b}+{\hat {V}}_{ab}$ وهو عبارة عن جمع الهاميلتونيين المنفصلين مع إضافة عامل التفاعل. في معظم الأنظمة البسيطة، ${\hat {H}}_{a}$ و ${\hat {H}}_{b}$ يمكن حلها بالضبط بينما ${\hat {V}}_{ab}$ يمكن حلها من خلال نظرية الاضطراب . ^{[ 5 ]} إذا كان للنظامين طاقة كلية متشابهة، فقد يخضع النظام لتذبذب رابي . ^{[ 5 ]}

اقتران الزخم الزاوي

عندما تتفاعل الزخمات الزاوية من مصدرين منفصلين، يُقال إنها مترافقة. ^{[ 6 ]} على سبيل المثال، قد يكون للإلكترونين اللذين يدوران حول نفس النواة زخمات زاوية مترافقة. وبسبب قانون حفظ الزخم الزاوي وطبيعة مؤثر الزخم الزاوي ، فإن الزخم الزاوي الكلي هو دائمًا مجموع الزخمات الزاوية الفردية للإلكترونات، أو ^{[ 6 ]} $\mathbf {J} =\mathbf {J_{1}} +\mathbf {J_{2}}$ يُعدّ التفاعل بين العزم المغزلي المداري (المعروف أيضًا باسم اقتران العزم المغزلي المداري) حالة خاصة من اقتران الزخم الزاوي. وهو تحديدًا التفاعل بين العزم المغزلي الذاتي للجسيم، S ، وزخمه الزاوي المداري، L. وبما أنهما شكلان من أشكال الزخم الزاوي، فلا بد من حفظهما. حتى في حال انتقال الطاقة بينهما، يجب أن يظل الزخم الزاوي الكلي، J ، للنظام ثابتًا. $\mathbf {J} =\mathbf {L} +\mathbf {S}$ [ ⁶^]

فيزياء الجسيمات ونظرية الحقل الكمومي

تُسمى الجسيمات التي تتفاعل مع بعضها البعض بالجسيمات المترابطة. وينتج هذا التفاعل عن إحدى القوى الأساسية، والتي تُحدد قوتها عادةً بثابت ترابط عديم الأبعاد . في الديناميكا الكهربائية الكمومية ، تُعرف هذه القيمة بثابت البنية الدقيقة α، والذي يساوي تقريبًا 1/137. أما في الديناميكا اللونية الكمومية ، فيتغير هذا الثابت تبعًا للمسافة بين الجسيمات. تُعرف هذه الظاهرة بالحرية التقاربية . تُسمى القوى التي يكون ثابت ترابطها أكبر من 1 بالقوى "المترابطة بقوة"، بينما تُسمى القوى التي يكون ثابت ترابطها أقل من 1 بالقوى "المترابطة بضعف". ^{[ 7 ]}

مراجع

1 2 3 4 باين، إتش جيه (1993). فيزياء الاهتزازات والأمواج ( الطبعة الرابعة). غرب ساسكس، إنجلترا: وايلي. ISBN 0-471-93742-8.
↑ "5.5 اقتران الدوران-الدوران" . نصوص الكيمياء الحرة . 21-07-2015 . تم الاطلاع عليه في 13 أبريل 2017 .
↑ كوفمان، ويليام (1988). الكون، الطبعة الثانية . دبليو إتش فريمان وشركاه. رقم ISBN 978-0-7167-1927-4.
1 2 إيتشيمارو، سيتسو (1986). فيزياء البلازما . مينلو بارك، كاليفورنيا: شركة بنجامين/كومينغ للنشر. ISBN 978-0-8053-8754-4.
1 2 هاجلستين، بيتر؛ سنتوريا، ستيفن؛ أورلاندو، تيري (2004). مقدمة في ميكانيكا الكم التطبيقية والإحصائية . هوبوكين، نيو جيرسي: وايلي. ISBN 978-0-471-20276-9.
1 2 3 ميرزباخر، يوجين (1998). ميكانيكا الكم ( الطبعة الثالثة). وايلي. ISBN 978-0-471--88702-7.
↑ غريفيث، ديفيد (2010). الجسيمات الأولية - الثانية، الطبعة المنقحة . وايلي-في سي إتش. رقم ISBN 978-3-527-40601-2.

[:0-1] 1 2 3 4 باين، إتش جيه (1993). فيزياء الاهتزازات والأمواج ( الطبعة الرابعة). غرب ساسكس، إنجلترا: وايلي. ISBN 0-471-93742-8.

[2] "5.5 اقتران الدوران-الدوران" . نصوص الكيمياء الحرة . 21-07-2015 . تم الاطلاع عليه في 13 أبريل 2017 .

[3] كوفمان، ويليام (1988). الكون، الطبعة الثانية . دبليو إتش فريمان وشركاه. رقم ISBN 978-0-7167-1927-4.

[:1-4] 1 2 إيتشيمارو، سيتسو (1986). فيزياء البلازما . مينلو بارك، كاليفورنيا: شركة بنجامين/كومينغ للنشر. ISBN 978-0-8053-8754-4.

[:2-5] 1 2 هاجلستين، بيتر؛ سنتوريا، ستيفن؛ أورلاندو، تيري (2004). مقدمة في ميكانيكا الكم التطبيقية والإحصائية . هوبوكين، نيو جيرسي: وايلي. ISBN 978-0-471-20276-9.

[:3-6] 1 2 3 ميرزباخر، يوجين (1998). ميكانيكا الكم ( الطبعة الثالثة). وايلي. ISBN 978-0-471--88702-7.

[7] غريفيث، ديفيد (2010). الجسيمات الأولية - الثانية، الطبعة المنقحة . وايلي-في سي إتش. رقم ISBN 978-3-527-40601-2.

[

[ 3 ]

[ 7 ]

اللغة	العربية (RTL)
روابط موسوعية	30 رابطاً
المصدر الأصلي	ويكيبيديا ↗