Kwant - Polski Serwis Naukowy

Ten artykuł dotyczy pojęcia fizycznego. Zapoznaj się również z: Kwant – program telewizyjny.

Kwant – najmniejsza porcja, jaką może mieć lub o jaką może zmienić się dana wielkość fizyczna w pojedynczym zdarzeniu; np. kwant energii, kwant momentu pędu, kwant strumienia magnetycznego, kwant czasu.

Mechanika kwantowa (teoria kwantów) – teoria praw ruchu obiektów świata mikroskopowego. Poszerza zakres mechaniki na odległości czasoprzestrzenne i energie, dla których przewidywania mechaniki klasycznej nie sprawdzały się. Opisuje przede wszystkim obiekty o bardzo małych masach i rozmiarach - np. atom, cząstki elementarne itp. Jej granicą dla średnich rozmiarów lub średnich energii czy pędów jest mechanika klasyczna.

Foton (gr. φως – światło, w dopełniaczu – φοτος) jest cząstką elementarną nie posiadającą ładunku elektrycznego ani momentu magnetycznego, o masie spoczynkowej równej zero (m0 = 0), liczbie spinowej s = 1 (fotony są zatem bozonami). Fotony są nośnikami oddziaływań elektromagnetycznych, a ponieważ wykazują dualizm korpuskularno-falowy są równocześnie falą elektromagnetyczną.

W mechanice klasycznej wielkości fizyczne mogą przyjmować, a tym samym i zmieniać się o dowolną wartość. W mikroukładach (np. elektron w atomie) niektóre wielkości opisujące elektron mogą przyjmować tylko określone wartości, a tym samym mogą one zmieniać się tylko o określone wielkości. Tak określone porcje nazywane są kwantami. Zachowanie mikroukładów opisuje dział fizyki - mechanika kwantowa.

Kwant energii (w mechanice kwantowej) – porcja energii jaką może pochłonąć lub jaką może przekazać układ w pojedynczym akcie oddziaływania z innym układem (np. atom z fotonem).

Brachygrafia – jedna z nauk pomocniczych historii, będąca działem paleografii. Zajmuje się badaniem i rozszyfrowywaniem skrótów. Bardzo istotna dla historyków mediewistów (w średniowiecznej łacinie i grece bardzo często używano skrótów w piśmie).

Etymologia i historia użycia terminu

Słowo kwant pochodzi z łaciny. Quantum jest rodzaju nijakiego, a oznacza jak dużo. Forma w liczbie mnogiej to quanta. Na przełomie XIX i XX wieku słowo quantum było używane w języku niemieckim w fizyce dla określenia elektronu. Max Planck używał słowa quanta w znaczeniu kwantów materii i elektryczności, gazu i ciepła (artykuły z lat 1883 i 1901).

Albert Einstein (wym. [ˈalbɐt ˈaɪ̯nʃtaɪ̯n] ?/i) (ur. 14 marca 1879 r. w Ulm w Niemczech, zm. 18 kwietnia 1955 r. w Princeton w USA) – jeden z największych fizyków-teoretyków XX wieku, twórca ogólnej i szczególnej teorii względności, współtwórca korpuskularno-falowej teorii światła, odkrywca emisji wymuszonej. Laureat Nagrody Nobla za wyjaśnienie efektu fotoelektrycznego. Opublikował ponad 450 prac, w tym ponad 300 naukowych. Wniósł też swój wkład do rozwoju filozofii nauki.

Julius Robert von Mayer - (ur. 25 listopada 1814, zm. 20 marca 1878) - niemiecki lekarz i fizyk. W 1842 roku przebywając w okolicach Jawy sformułował zasadę zachowania energii używając jej do uzasadnienia przemiany materii w organizmach żywych. Określił również mechaniczny równoważnik ciepła. Odkrycie to nie znalazło zrozumienia, co spowodowało u Mayera próbę samobójczą. Jej efektem było trwałe kalectwo. Odkrycie Mayera uznano dopiero po jego śmierci.

Używał ich również w roku 1902 Philipp Lenard (negative Elektrizitätsquanten) , który w swoim wykładzie noblowskim w roku 1906 pierwszeństwo użycia słowa przypisał Helmholtzowi (cytowane w wykładzie prace z lat 1881 i 1892). Helmholtz używał w latach 1881-83 słowa quantum, pisząc o cieple jako o niezniszczalnym quantum pewnej substancji i quantum ożywczej (żywej) siły (energii), natomiast quanta w roku 1892 odnosiły się do ładunków elektrycznych. Helmholtz był fizykiem i lekarzem, a więc słowo quantum znał jako termin medyczny. Jednak używając go w swoich artykułach nie twierdził, że użycie quantum w fizyce jest jego własnym pomysłem. Wystąpienia Helmholtza w latach osiemdziesiątych XIX w. dotyczyły ustalenia pierwszeństwa do odkryć, dokonanych przez lekarza i podróżnika Roberta J. Mayera. W liście z 24.7.1841 Mayer pisał o quantum siły ruchu (obecnie powiedzielibyśmy energii kinetycznej), które to quantum miało odpowiadać quantum energii cieplnej. Wcześniej słowo quantum było używane przez lekarzy i aptekarzy w zwrocie quantum sufficit, w skrócie q.s. lub Q.S. Litery q.s. receptach oznaczały, że składnika należało dodać tylko tyle, ile trzeba do zrobienia pigułki i osiągnięcia pożądanego skutku medycznego. Podobne znaczenie ma quantum satis, również skracane do Q.S..

Lekarz – osoba posiadająca właściwe kwalifikacje, potwierdzone wymaganymi dokumentami, do udzielania świadczeń zdrowotnych, w szczególności do: badania .

Stała Plancka (oznaczana przez h) jest jedną z podstawowych stałych fizycznych. Ma wymiar działania, pojawia się w większości równań mechaniki kwantowej.

Obecnie nie wiadomo, czy quantum lub skrót q.s. pojawiały się wcześniej nie tylko na receptach, ale również w pracach naukowych z dziedziny medycyny lub analityki chemicznej. Słowo quantum w znaczeniu zbliżonym do obecnego określenia pojęcia fizycznego kwantu trafiło do wielu języków dzięki pracy Einsteina z roku 1905 na temat zjawiska fotoelektrycznego. W artykule tym, nawiązując do prac Maxa Plancka i Philippa Lenarda, Albert Einstein wprowadził pojęcie kwantów światła (po niemiecku w liczbie mnogiej Lichtquanten).

Kwant - program popularnonaukowy emitowany przez Telewizję Polską w latach 80. XX wieku. Prowadzącym był Roman Kanciruk wraz z grupą młodych osób. Program podzielono na kilka mniejszych bloków, każdy omawiał różne osiągnięcia naukowo-techniczne, ciekawostki przyrodnicze i inne. Po programie (trwającym około 40 min) emitowany był film z gatunku popularnonaukowego (m.in. seria Było sobie życie) i inne.

Hermann Ludwig Ferdinand von Helmholtz (ur. 31 sierpnia 1821 r. w Poczdamie – zm. 8 września 1894 r. w Charlottenburgu) — niemiecki lekarz, fizjolog, fizyk i filozof. Sformułował zasadę zachowania energii. Zajmował się mechaniką, akustyką, termodynamiką (patrz Energia swobodna Helmholtza), światłem, elektrycznością i magnetyzmem, konstruował pierwsze zwierciadło oczne, rezonator Helmholtza, próbował wyjaśnić mechanizm produkcji energii w gwiazdach.

Bibliografia

J. Mehra and H. Rechenberg, The Historical Development of Quantum Theory, Vol.1, Part 1, Springer-Verlag New York Inc., New York 1982.

Lucretius, On the Nature of the Universe, transl. from the Latin by R.E. Latham, Penguin Books Ltd., Harmondsworth 1951. There are, of course, many translations, and the translation's title varies. Some put emphasis on how things work, others on what things are found in nature.

M. Planck, A Survey of Physical Theory, transl. by R. Jones and D.H. Williams, Methuen & Co., Ltd., London 1925 (Dover editions 1960 and 1993) including the Nobel lecture.

M. Planck, Ueber das thermodynamische Gleichgewicht von Gasgemengen, Annalen der Physik, 1883 vol.255, str. 358

P. Lenard, On Cathode Rays, Nobel Lecture (1906)

H. Helmholtz, Robert Mayer's Priorität w Vorträge und Reden, Braunschweig, wyd.IV, F. Vieweg u.Sohn (1896)

A. Herrmann, Weltreich der Physik, GNT-Verlag (1991) Biografia Roberta J. Mayera

E. Cobham Brewer 1810–1897. Dictionary of Phrase and Fable. 1898.

A. Einstein, Über einen die Erzeugung und Verwandlung des Lichtes betreffenden heuristischen Gesichtspunkt, Annalen der Physik, 1905 vol. 17, str. 132 - 148 [1]