קוונטום

בפיזיקה, קוונטום (ברבים: קוונטה) הוא הכמות המינימלית של ישות פיזיקלית כלשהי באינטראקציה. ביסודו של המונח עומד הרעיון שגודל פיזיקלי (לדוגמה אנרגיה, תנע, וכו') עשוי לקבל את ערכו רק מתוך קבוצה בת מנייה של ערכים. הנחה זו נקראת "הנחת הקוונטיזציה", ואומרים אז שהגודל מקוונטט.

לדוגמה, פוטון הוא קוונטום בודד של אור, ומתייחסים אליו כמנת אור בדידה. כמו כן, האנרגיה של אלקטרון שקשור לאטום היא מקוונטטת, מה שגורם ליציבות האטום. 

רעיון הקווינטוט מהווה אחד הבסיסים של מכניקת הקוונטים הנקראת על שמו, ונדרשת על מנת לתאר את העולם בקני מידה קטנים מאוד (קנה מידה של חלקיקים).

גילוי
רעיון הקוונטיזציה של קרינה הוצע על ידי מקס פלאנק בשנת 1900. פלאנק חקר את קרינתם של גופים שחורים. באמצעות ההנחה שהאנרגיה יכולה להיבלע או להיפלט רק כמנות קטנות ובדידות (שלהן קרא "אלמנטי אנרגיה") מצא פלאנק הסבר שלם לפליטת האנרגיה (ושינוי הצבע) של גופים כאשר מחממים אותם. ממצאיו של פלאנק נקראו חוק פלאנק על שמו, ובפרט, נקרא על שמו קבוע פלאנק, שפלאנק חזה את קיומו, ואף מדד את ערכו. על תאוריה זו קיבל פלאנק פרס נובל בשנת 1918.

במאמרו משנת 1902, חקר פיליפ לנארד את תכונותיהן של הקרניים הקתודיות, והסביר כמה מהתופעות שהקרניים מפגינות בעזרת הטענה שהן מורכבות מ"קוונטה של חשמל" (שייקראו לימים אלקטרונים).

בשנת 1905, בתגובה לעבודתם של פלאנק ושל לנארד, הציע אלברט איינשטיין שקרינה מורכבת מסכום של מנות בדידות, שלהן הוא קרא "קוונטה של אור" (בגרמנית, "Lichtquant").

אטימולוגיה ושימוש
המילה קוונטום מגיעה מהמילה הלטינית quantus, שמשמעה היא "כמה". במאמרו של לנארד, הוא השתמש במילה קוונטה (כקיצור של "קוונטה של חשמל"), ונתן קרדיט להרמן פון הלמהולץ על השימוש במילה בתחום החשמל. עם זאת, השימוש במילה קדם לכך, למשל בביטוי "Quantum Satis" (הכמות הדרושה).. כמו כן, יוליוס פון מאייר השתמש במילה "קוונטום" במכתב שכתב ב-1841, אגב ניסוח של החוק הראשון של התרמודינמיקה. בעבודותיו, השתמש מקס פלאנק במילה קוונטה כדי לתאר קוונטה של חומר וחשמל, גז וחום.

ראו גם
 אטום
 חלקיק יסודי
 גרביטון
 פוטון
 פונון
 מכניקת הקוונטים

קישורים חיצוניים


הערות שוליים

קטגוריה:מכניקת הקוונטים