Kvantemekanik - hvordan er det muligt?

man (fysikerne) har set på hvordan ex hvordan en positron opfører sig, det var så måske lidt anderledes end man havde forventet, og så begynder man at tænke og regne indtil man har fået det til at passe

Så noget i tv, hvor de viste en form for gele der kunne opfange nogle af de partikler der fløj rundt i verdensrummet. De fordampede i gelen, men først et stykke inde, derved kunn man beregne fart, størrelse, fysiske egenskaber etc. Tror det her aerogel eller sådan noget lignende...

Det er et uhyre stort emne om meget små ting du søger svar på.

Elektronens eller kernens spin blev forudsagt af Dirac i 1928 udfra nogle matematiske ligninger. Det var først senere man forstod hvad det gik ud på. Pludselig kunne man forklare en masse ting om atomernes opbygning og egenskaber som man kunne måle sig frem til.
Kernespin, som f.eks. i en proton kerne, hører til dagligdagen for mit vedkommende. I NMR (Nuclear magnetic resonance eller på dansk kerne-magnetisk resonans) er det protonens spin som udnyttes til at give oplysninger om et molekylets struktur. Der ligger nogle meget komplicerede ligninger bag ved, men resultatet er bestemt ikke til at tage fejl af.

Måden man opdagede at protoner og neutroner bestod af endnu mindre dele, kommer ved at man kan ved beskydning af disse partikler med energirige partikler (alpha eller beta partikler) så at protonen eller neutronen gik i stykker !!!!  Dette kunne detekteres med noget specielt apparatur som vil være for vidtgående at komme ind på her.

Chadwick opdagede neutronen i 1932 og der findes en masse litteratur på nettet om dette.

Atombomben er et produkt af kvantemekanikken, og den er jo ret så håndgribelig.

Men en masse ting i vores dagligdag er baseret på kvantemekanik uden at man tænker over det. Et eksempel er farver !  Farver forklares faktisk ud fra kvantemekanik.

Håber det gav et lille overblik i et meget kompliceret emne.

Spørgsmålet er jo: Hvordan måler man sig frem til alt dette?

Som skrevet før, så ses spinnet indirekte udfra NMR

sådan helst præcist, hvordan virker det NMR?

Hvis jeg skulle forklare her hvad det tager flere år at lære på universitetet vil du nok kunne forstå at det er en nærmest umulig opgave. Men jeg prøver alligevel.

En proton kerne kan have to spin tilstande (op og ned). Er der ikke noget magnetfelt, har disse to kerner samme energi. Påtrykker man et magnetfelt så vil de nu have forskellig energi. Nu kan man så ved bestråling med elektromagnetisk stråling af passende bølgelængde få lavenergi-protonen til at "hoppe" op i højenerginiveauet, med andre ord, man vender spinnet. Heroppe i højenergitilstanden bliver den ikke længe, og den falder tilbage under udsendelse af elektromagnetisk stråling. Dette kan man detektere, og med noget finurlig databehandling, får man et spektrum som viser hvordan protonerne sidder i et organisk molekyle (som oftest indeholder H). Ydermere, vil elektrontætheden omkring en proton påvirke magnetfeltets styrke omkring denne protonkerne. Ganske svage effekt, men nok til at det vil kunne sige noget om hvor protonen sidder. Er det en CH3 eller CH2 eller aromat-H osv.

Hvis du ønsker mere information må du studere nogle bøger eller begynde at studere kemi. Mere kan det ikke koges ned til.

takker