الكم

في الفيزياء ، الكم ( جمعها : الكمات ) هو الحد الأدنى من أي كيان فيزيائي ( خاصية فيزيائية ) مشارك في تفاعل ما . يُشار إلى المفهوم الأساسي القائل بإمكانية "تكميم" خاصية ما باسم "فرضية التكميم ". ^{[ 1 ]} وهذا يعني أن مقدار الخاصية الفيزيائية لا يمكن أن يأخذ إلا قيمًا منفصلة تتكون من مضاعفات صحيحة لكم واحد. على سبيل المثال، الفوتون هو كم واحد من الضوء بتردد محدد (أو أي شكل آخر من أشكال الإشعاع الكهرومغناطيسي ). وبالمثل، فإن طاقة الإلكترون المرتبط داخل الذرة مُكمّمة ولا يمكن أن توجد إلا في قيم منفصلة معينة. ^{[ 2 ]} الذرات والمادة بشكل عام مستقرة لأن الإلكترونات لا يمكن أن توجد إلا في مستويات طاقة منفصلة داخل الذرة. يُعد التكميم أحد أسس فيزياء ميكانيكا الكم الأوسع نطاقًا . ويُشكل تكميم الطاقة وتأثيره على كيفية تفاعل الطاقة والمادة ( الديناميكا الكهربائية الكمية ) جزءًا من الإطار الأساسي لفهم الطبيعة ووصفها.

يعود المفهوم الحديث للكم في الفيزياء إلى 14 ديسمبر 1900، عندما قدم ماكس بلانك نتائج أبحاثه إلى الجمعية الفيزيائية الألمانية . أظهر بلانك أن نمذجة المذبذبات التوافقية ذات مستويات الطاقة المنفصلة قد حلت مشكلةً عويصةً في نظرية إشعاع الجسم الأسود . ^{[ 3 ] : 15 [ 4 ]} في تقريره، لم يستخدم بلانك مصطلح "الكم" بمعناه الحديث، بل استخدم مصطلح "الكم الأولي " للإشارة إلى "كم الكهرباء"، المعروف الآن بالشحنة الأولية . أما بالنسبة لأصغر وحدة للطاقة، فقد استخدم مصطلح " عنصر الطاقة"، بدلاً من تسميتها " كم" . ^{[ 5 ]}

بعد ذلك بوقت قصير، وفي ورقة بحثية نُشرت في مجلة " حوليات الفيزياء " ^{[ 6 ]} ، قدّم بلانك الثابت h ، الذي أطلق عليه اسم "كم الفعل " ( elementares Wirkungsquantum ) عام 1906. ^{[ 5 ]} وفي هذه الورقة، قدّم بلانك أيضًا قيمًا أكثر دقة للشحنة الأولية وعدد أفوجادرو - لوسشميدت ، وهو عدد الجزيئات في مول واحد من المادة. ^{[ 7 ]} يُعرف الثابت h الآن باسم ثابت بلانك . بعد التحقق من صحة نظريته، مُنح بلانك جائزة نوبل في الفيزياء لاكتشافه عام 1918. ^{[ 8 ]}

في عام ١٩٠٥، اقترح ألبرت أينشتاين أن الإشعاع الكهرومغناطيسي يتواجد في حزم موضعية مكانية أطلق عليها اسم "كمّات الضوء" ( Lichtquanta ). ^{[ ٥ ] [ ٩ ]} وقد تمكّن أينشتاين من استخدام هذه الفرضية لإعادة صياغة معالجة بلانك لمسألة الجسم الأسود بشكل يفسر أيضًا الفولتية المرصودة في تجارب فيليب لينارد على التأثير الكهروضوئي . ^{[ ٣ ] : ٢٣} بعد ذلك بوقت قصير، تم تقديم مصطلح "كم الطاقة" للإشارة إلى الكمية hν . ^{[ ١٠ ]}

على الرغم من أن التكميم اكتُشف لأول مرة في الإشعاع الكهرومغناطيسي ، إلا أنه يصف جانبًا أساسيًا من الطاقة لا يقتصر على الفوتونات فقط. ^{[ 11 ]} وفي محاولة للتوفيق بين النظرية والتجربة، افترض ماكس بلانك أن الطاقة الكهرومغناطيسية تُمتص أو تُشع في حزم منفصلة، ​​أو كمات. ^{[ 12 ]}

• مقدمة في ميكانيكا الكم
• تاريخ ميكانيكا الكم
• الهندسة الكمومية

• هوفمان، بانيش (1959). القصة الغريبة للكم: سرد للقارئ العام لتطور الأفكار التي تقوم عليها معرفتنا الذرية الحالية (  الطبعة الثانية). نيويورك: دوفر. ISBN 978-0-486-20518-2.{{cite book}}عدم توافق رقم ISBN / التاريخ ( مساعدة )
• مهرا، جاغديش ؛ ريشنبرغ، هيلموت ؛ مهرا، جاغديش؛ ريشنبرغ، هيلموت (2001). التطور التاريخي لنظرية الكم. 4: الجزء 1، المعادلات الأساسية لميكانيكا الكم، 1925-1926 (الطبعة الأولى، غلاف ورقي  ). نيويورك هايدلبرغ: سبرينغر. ISBN 978-0-387-95178-2.
• M. Planck, A Survey of Physical Theory , tral. by R. Jones and DH Williams, Methuen & Co., Limited., London 1925 (Dover edition 17 May 2003, ISBN 978-0486678672) including the Nobel lecture.
• رودني، بروكس (14 ديسمبر 2010) حقول الألوان: النظرية التي أفلتت من أينشتاين . أليغرا للطباعة والتصوير. ISBN 979-8373308427