07 Mac 2009

Mengapakah Ilmu Pergerakan Newton masih digunakan?

   Ilmu Pergerakan Newton ialah salah sebuah  Ilmu Fizik Lama, manakalah Teori Kuantum merupakan Ilmu Fizik Moden.  Teori Kuantum boleh digunakan untuk mengungkapkan pergerakan di kedua-dua alam- makro dan mikro, tetapi Ilmu Pergerakan Newton hanya boleh digunakan untuk mengungkapkan pergerakan di alam makro. Bagaimanapun, untuk pengiraan benda-benda di alam makro seperti pergerakan sebiji bola tenis, hukum-hukum Teori Kuantum biasanya tidak digunakan, sebaliknya Ilmu Pergerakan Newton digunakan. Mengapa begini, bukankah Teori Kuantum sudah cukup untuk menyatakan pergerakan segala jasad?

   Hal ini demikian kerana, untuk jasad-jasad di alam makro, sekiranya pengiraan dibuat menggunakan Teori Kuantum dan Ilmu Pergerakan Newton, jawapan yang sama (atau hampir sama) akan diperoleh. Cuma bezanya, pengiraan menggunakan Teori Kuantum sangat sukar dan panjang, berbanding pengiraan mudah menggunakan Ilmu Pergerakan Newton. Oleh sebab itulah Ilmu Pergerakan Newton masih digunapakai sehingga hari ini. Bagaimanapun, pergerakan jasad di alam mikro seperti elektron dan cahaya, hanya boleh dikira menggunakan Teori Kuantum. Pengiraan menggunakan Hukum Newton dan lain-lain (salah satu Ilmu Pergerakan Newton) akan menghasilkan hasil pengiraan yang salah dan jauh berbeza daripada jawapan menggunakan Teori Kuantum.

   Hal ini samalah dengan bezanya peta dan glob. Sungguhpun bumi ini sebenarnya sfera dan peta yang rata itu sebenarnya tidak begitu tepat dalam menggambarkan permukaan bumi, tidak bermakna menggunakan peta untuk melihat di mana kedudukan Jepun atau Rusia itu salah. (Perumpamaan ini tercatat dalam buku Ilmu Pergerakan Kuantum karangan Prof. Shiiki).


Walaupun peta yang leper sebenarnya tidak tepat dalam menggambarkan bumi, tidak semestinya peta tidak boleh digunakan dalam menunjukkan tempat.


   Contoh perkara-perkara yang boleh dikira dengan Ilmu Pergerakan Lama ialah 
  • hubungan voltan dan arus - dengan sekian-sekian voltan, sekian-sekian Ampere arus boleh dialirkan - iaitu dengan Hukum Maxwell (v= ir), 
  • hubungan kelajuan, jarak dan masa - sekiranya bola dibaling 5 meter dari kedudukan asal dan mengambil masa 1 saat, berapakah kelajuannya - iaitu Hukum Newton (v= m/s) dan lain-lain. 

   Manakala, contoh perkara yang tidak boleh dinyatakan dengan Ilmu Pergerakan Lama dan mesti menggunakan Teori Kuantum ialah seperti apabila menjelaskan mengapa ada jasad mempunyai elektron bebas, tetapi ada jasad tidak mempunyai elektron bebas. (Jasad yang mempunyai elektron bebas ialah logam, manakala yang tidak mempunyai elektron bebas disebut penebat, juga ada jasad yang separuh-separuh iaitu semikonduktor(separa pengalir)).

 ------------------------------------------
Istilah:
Ilmu Fizik Lama - 古典物理学 atau 古典力学, Classical Mechanics, Classical Physics
Semikonduktor   -  Pengalir separa, 半導体, semiconductor
Elektron bebas   -  自由電子
Hukum Maxwell -  マックスウェルの法則, Maxwell's Law

Tiada ulasan:

Catat Ulasan

Pengikut