Kvantum kontra klasszikus mechanika
A kvantummechanika és a klasszikus mechanika a ma ismert fizika két sarokköve. A klasszikus mechanika a makroszkopikus testek viselkedését írja le, amelyeknek viszonylag kicsi a sebessége a fénysebességhez képest. A kvantummechanika a mikroszkopikus testek, például szubatomi részecskék, atomok és más kis testek viselkedését írja le. Ez a kettő a fizika legfontosabb területe. Létfontosságú, hogy megfelelő ismeretekkel rendelkezzünk ezeken a területeken ahhoz, hogy a fizika bármely területén kitűnjünk. Ebben a cikkben megvitatjuk, hogy mi a kvantummechanika és a klasszikus mechanika, hol alkalmazzák őket, milyen speciális jellemzőik vannak, mi a hasonlóság a kvantummechanika és a klasszikus mechanika között, milyen változatai vannak, és végül mi a különbség a kvantummechanika és a klasszikus mechanika között.
Mi a klasszikus mechanika?
A klasszikus mechanika a makroszkopikus testek tanulmányozása. A makroszkopikus testek mozgását és statikáját a klasszikus mechanika tárgyalja. A klasszikus mechanikának három különböző ága van. Ezek nevezetesen a newtoni mechanika, a lagrangi mechanika és a hamiltoni mechanika. Ez a három ág a mozgás vizsgálatához használt matematikai módszereken és mennyiségeken alapul. Például a newtoni mechanika olyan vektorokat használ, mint az elmozdulás, a sebesség és a gyorsulás az objektum mozgásának tanulmányozására, míg a Lagrange-féle mechanika energiaegyenleteket és az energiaváltozás sebességét használja a tanulmányozáshoz. A megfelelő módszer kiválasztása a megoldandó probléma függvényében történik. A klasszikus mechanikát olyan helyeken alkalmazzák, mint a bolygómozgás, a lövedékek és a mindennapi élet legtöbb eseménye. A klasszikus mechanikában az energiát folytonos mennyiségként kezelik. Egy rendszer a klasszikus mechanikában tetszőleges mennyiségű energiát képes felvenni.
Mi az a kvantummechanika?
A kvantummechanika a mikroszkopikus testek tanulmányozása. A „kvantum” kifejezés abból a tényből származik, hogy egy mikroszkopikus rendszer energiáját kvantáljuk. A fotonelmélet a kvantummechanika egyik alapköve. Azt állítja, hogy a fény energiája hullámcsomagok formájában van. Heisenberg, Max Plank, Albert Einstein a kvantummechanika fejlesztésében részt vevő kiemelkedő tudósok közé tartozik. A kvantummechanika két kategóriába sorolható. Az első a nem relativisztikus testek kvantummechanikája. Ez a terület a fénysebességhez képest viszonylag kis sebességű részecskék kvantummechanikáját vizsgálja. A másik forma a relativisztikus kvantummechanika, amely a fénysebességgel kompatibilis sebességgel mozgó részecskéket vizsgálja. A Heisenberg-féle bizonytalansági elv szintén egy nagyon fontos elmélet a kvantummechanika mögött. Kimondja, hogy egy részecske lineáris impulzusa és az adott részecske azonos irányú helyzete nem mérhető egyszerre 100%-os pontossággal.
Mi a különbség a klasszikus mechanika és a kvantummechanika között?
• A kvantummechanikát mikroszkopikus testekre alkalmazzák, míg a klasszikus mechanikát csak makroszkopikus testekre.
• A kvantummechanika alkalmazható makroszkopikus testekre, de a klasszikus mechanika nem alkalmazható mikroszkopikus rendszerekre.
• A klasszikus mechanika a kvantummechanika speciális esetének tekinthető.
• A klasszikus mechanika egy teljesen fejlett terület, míg a kvantummechanika még mindig fejlődő terület.
• A klasszikus mechanikában a legtöbb kvantumhatás, például az energiakvantálás, a bizonytalansági elv nem hasznos.
