RENATA SZYDLAK

Kierunek: Biofizyka

Nr albumu: 1065103

Strona 1 z 2

ESEJ ZALICZENIOWY KURSU:

„MIKROSKOPOWE MECHANIZMY ŚWIATA

MAKROSKOPOWEGO”

Które zagadnienie omawiane na kursie: „Mikroskopowe mechanizmy świata
makroskopowego” było dla mnie najbardziej interesujące, zaskakujące, nieoczekiwane?
W poniższych rozważaniach postaram się odpowiedzieć na to pytanie oraz uzasadnić
swój wybór.

Tematem, który wydał mi się przedstawiony w bardzo zaskakujący i nieoczekiwany,
aczkolwiek całkowicie zrozumiały sposób było zagadnienie dotyczące mechaniki
kwantowej. Do tej pory nie spotkałam się z podobnym podejściem do tego
zagadnienia.

Na początku zajmę się przedstawieniem idei omawianych zjawisk. Zanim jednak do tego
przejdę spróbuję wyjaśnić czym w ogóle jest mechanika kwantowa. W najprostszy
sposób można powiedzieć, że jest to dział fizyki, który opisuje otaczający nas świat w
skali mikro, czyli za pomocą cząstek elementarnych, atomów, molekuł do skali makro,
czyli Wszechświata. Powszechnie uznaje się ją za największe osiągnięcie XX wieku.
Twórcami tej dziedziny fizyki byli Planck, Sommerfeld i Bohr. Za pioniera mechaniki
kwantowej uznaje się Maxa Plancka, który w swojej pracy dotyczącej tzw. „Katastrofy w
nadfiolecie” i ciała doskonale czarnego, zapisał stałą, która zmieniła spojrzenie na
otaczający świat. Przez kolejne lata nastąpiły kolejne odkrycia oraz wprowadzono
poprawki do wzorów. Do ciekawszych wydarzeń należy spór Einstein – Bohr. Według
Einsteina we Wszechświecie nie ma miejsca na zdarzenia przypadkowe. Z kolei Bohr
przyjmował, że jeśli akceptujemy twierdzenia względności, bo zostały potwierdzone
doświadczalnie, powinniśmy zaakceptować dziwną mechanikę kwantową, bo ona
również została potwierdzona eksperymentalnie. Fundamentalną zasadą mechaniki
kwantowej jest zasada nieoznaczoności Heisenberga, mówiąca o tym, że niemożliwy jest
równoczesny pomiar położenia cząstki i jej pędu. Za podstawowe równanie uznaje się
natomiast równanie falowe, które ma następującą postać:

( )

( )

gdzie: – to operator energii całkowitej (hamiltonian).

Mechanika kwantowa nie określa położenia cząstki, może jedynie opisać je z
określonym prawdopodobieństwem (od 0 do 1). Twórcą powyższego wyrażenia był
austriacki fizyk - Erwin Schrödinger. Przyjmuje się, że odgrywa ono w

RENATA SZYDLAK

Kierunek: Biofizyka

Nr albumu: 1065103

Strona 2 z 2

nierelatywistycznej mechanice kwantowej równie ważną rolę, co druga zasada dynamiki
Newtona w mechanice klasycznej.

Mechanika kwantowa zajmuje się także opisem zjawisk dyfrakcji i interferencji fal.
Dostarcza nam informacji o strukturze elektronowej pierwiastków, która jest podstawą
chemii kwantowej i fizyki ciała stałego. Coraz częściej wykorzystuje się ją do opisu
przewodnictwa prądu w metalach i półprzewodnikach oraz zjawisk kolektywnych w
skali makroskopowej.

Opisane powyżej zjawiska nie tyle były dla mnie nowe czy też zaskakujące, ponieważ
jako studentka biofizyki niejednokrotnie się już z nimi spotkałam. Jednak sposób w jaki
one zostały przedstawione przez wykładowcę pozwolił mi na głębsze poznanie i
zrozumienie zjawisk, do tej pory nie do końca zrozumianych. Eksperymenty
demonstrowane przez Pana Profesora były bardzo dobrze przemyślane i w sposób
bardzo prosty ilustrowały omawiane zjawiska (w tym przypadku było to doświadczenie
ze sznurem obrazujące ruch falowy). Spotkania były prowadzone ciekawie i poruszały
interesujące treści. Prowadzący był naprawdę doskonale przygotowany merytorycznie i
zawsze udzielał wyczerpujących odpowiedzi na pytania zadawane przez słuchaczy.
Wykłady były bardzo dobrze przygotowane i poruszały kwestie przydatne w dalszej
edukacji. Udział w zajęciach dał mi możliwość świeżego spojrzenia na poznane
wcześniej zagadnienia. Sposób w jaki zagadnienia dotyczące mechaniki kwantowej
zostały omówione na wykładzie pozwolił mi na spojrzenie na tą dziedzinę fizyki w
zupełnie innym świetle, na nowo zrozumiałam jej istotę, a przede wszystkim mechanika
kwantowa nie jest dla mnie już tylko zbiorem zaawansowanych równań
matematycznych, ale nauką bez której obecny postęp technologiczny nie byłby możliwy.