Ο αυθάδης μαθητής ρωτά. Θέμα: Η αρχή του κυματοσωματιδιακού δυϊσμού της ύλης

 Διατυπωμένες ευγενικά οι ερωτήσεις του μαθητή μας είναι οι εξής δύο:

Q1: Κυρία γιατί είναι τόσο σπουδαία αυτή η αρχή ωστε να πρέπει να την μάθουμε; Δηλαδή τι κατάφερε να εξηγησει που η παλιά φυσική δεν μπορούσε; Και γιατι αυτό ηταν τόσο σημαντικό ωστε να πώ ...ουάου;

Q2: Αλλά και πιο πρακτικά κυρία.Αφού ακούμε απο παντού οτι όλες οι συγχρονες τεχνολογίες - απο τα κινητά μας μέχρι το διαδίκτυο - βασίζονται στην κβαντομηχανική τούτη εδώ η τρελή ιδέα για τα κυματοσωματίδια είχε καμία εφαρμογή που άξιζε τον κόπο;

Και να οι απαντήσεις σε άχρωμη και απρόσωπη διατύπωση: 

Α1: Τα ηλεκτρόνια στα άτομα - ας πούμε το ένα ηλεκτρόνιο του ατόμου του υδρογόνου - όντας κυματοσωματίδια θα σχηματίζουν στάσιμα κύματα γύρω απο τον πυρήνα και ως συνέπεια αυτού κβαντώνεται η συχνότητα τους ( για τον ίδιο λόγο όπως και στα κλασικά στάσιμα κύματα- πχ εκεινα πάνω σε μια χορδή ) άρα θα κβαντώνεται και η ενέργεια  τους αφού είναι E=hf . Αν όμως η ενέργεια του ηλεκτρονίου είναι κβαντωμένη τότε αν βρίσκεται στη χαμηλότερη απο αυτές ( τη λεγόμενη θεμελιώδη κατάσταση ) τότε ούτε πιο κάτω θα μπορεί να πάει ( δεν υπάρχει πιο κάτω ) ούτε όμως και πιο πάνω αφου η επόμενη ενεργειακή κατάσταση ( η λεγόμενη πρώτη διεγερμένη ) απέχει αρκετά απο τη θεμελιώδη και οι θερμικές κρούσεις μεταξύ των ατόμων ,ακόμα και σε  θερμοκρασίες πυρωμένου κάρβουνου , δεν έχουν αρκετή ενέργεια για να ''εκτοξεύσουν'' το ηλεκτρόνιο στον πρωτο ενεργειακό όροφο.

Επομένως χωρίς την κβάντωση που προκαλεί η κυματική φύση των ηλεκτρονίων , η σταθερότητα των ατόμων  , χωρίς την οποία δεν θα ήμασταν σήμερα εδώ , θα ήταν ενα ανεξήγητο μυστήριο (στο πλαίσιο της κλασικής φυσικής) ενώ τώρα η εξήγηση είναι τόσο καθαρή που μπορούμε να την συμπυκνώσουμε ως εξης:

                           Κυματική συμπεριφορά ->Κβάντωση -> Ατομική Σταθερότητα

Α2: Εκτός πολλών άλλων, η κυματική φύση της ύλης αποτελεί τη φυσική βάση πάνω στην οποία στηρίζεται η λειτουργία του ηλεκτρονικού μικροσκοπίου το οποίο έφερε επανάσταση στη Μοριακή Βιολογία και όχι μόνο.

 Θα ήταν ωραίο να συνεχίζαμε με παρόμοιες ερωτήσεις απο τον αυθάδη μαθητή ή τη μαθήτρια, μέσα μας. Γιατί αν δεν τον έχουμε μέσα μας- ή τον κρατάμε στο...υπόγειο - ούτε ''εκεί έξω'' θα τον δούμε ποτέ.