Kvantas prieš klasikinę mechaniką
Kvantinė mechanika ir klasikinė mechanika yra du kertiniai fizikos akmenys, kuriuos mes šiandien žinome. Klasikinė mechanika apibūdina makroskopinių kūnų elgesį, kurių greitis yra palyginti mažas, palyginti su šviesos greičiu. Kvantinė mechanika apibūdina mikroskopinių kūnų, tokių kaip subatominės dalelės, atomai ir kiti maži kūnai, elgesį. Šios dvi yra svarbiausios fizikos sritys. Labai svarbu turėti tinkamą supratimą šiose srityse, kad galėtum pasižymėti bet kuria fizikos dalimi. Šiame straipsnyje aptarsime, kas yra kvantinė mechanika ir klasikinė mechanika, kur jos taikomos, jų ypatingos savybės, kvantinės mechanikos ir klasikinės mechanikos panašumai, jų variacijos ir galiausiai skirtumas tarp kvantinės mechanikos ir klasikinės mechanikos.
Kas yra klasikinė mechanika?
Klasikinė mechanika yra makroskopinių kūnų tyrimas. Makroskopinių kūnų judesiai ir statika aptariami klasikinėje mechanikoje. Klasikinė mechanika turi tris skirtingas šakas. Jie yra būtent Niutono mechanika, Lagrango mechanika ir Hamiltono mechanika. Šios trys šakos yra pagrįstos matematiniais metodais ir kiekiais, naudojamais judesiui tirti. Pavyzdžiui, Niutono mechanika objekto judėjimui tirti naudoja tokius vektorius kaip poslinkis, greitis ir pagreitis, o Lagrango mechanika tyrimams naudoja energijos lygtis ir energijos pokyčių greitį. Tinkamas metodas parenkamas atsižvelgiant į spręstiną problemą. Klasikinė mechanika taikoma tokiose vietose kaip planetos judėjimas, sviediniai ir dauguma kasdienio gyvenimo įvykių. Klasikinėje mechanikoje energija traktuojama kaip nuolatinis dydis. Klasikinėje mechanikoje sistema gali paimti bet kokį energijos kiekį.
Kas yra kvantinė mechanika?
Quantum mechanics is the study of microscopic bodies. The term “quantum” comes from the fact that energy of a microscopic system is quantized. The photon theory is one of the cornerstones of quantum mechanics. It states that the energy of light is in the form of wave packets. Heisenberg, Max Plank, Albert Einstein are some of the prominent scientists involved in developing the quantum mechanics. Quantum mechanics falls into two categories. The first one is quantum mechanics of non-relativistic bodies. This field studies the quantum mechanics of particles with relatively small speeds compared to the speed of light. The other form is relativistic quantum mechanics, which studies particles moving with speeds compatible with the speed of light. Heisenberg’s uncertainty Principal is also a very important theory behind quantum mechanics. It states that the linear momentum of a particle and the position of that particle in the same direction cannot be measured simultaneously with 100% accuracy.
Kuo skiriasi klasikinė mechanika nuo kvantinės mechanikos?
• Kvantinė mechanika taikoma mikroskopiniams kūnams, o klasikinė - tik makroskopiniams kūnams.
• Kvantinę mechaniką galima pritaikyti makroskopiniams kūnams, tačiau klasikinės mechanikos negalima taikyti mikroskopinėms sistemoms.
• Klasikinę mechaniką galima laikyti specialiu kvantinės mechanikos atveju.
• Klasikinė mechanika yra visiškai išvystyta sritis, o kvantinė mechanika - vis dar besivystanti sritis.
• Klasikinėje mechanikoje dauguma kvantinių efektų, tokių kaip energijos kvantavimas, neapibrėžtumo principas, nėra naudingi.
