quantum mechanics

english quantum mechanics

buod

  • ang sangay ng quantum physics na tumutukoy sa bagay sa atomic level; isang extension ng statistical mechanics batay sa quantum theory (lalo na ang Pauli exclusion principle)

Pangkalahatang-ideya

Ang quantum mechanics ( QM , kilala rin bilang quantum physics , quantum theory , ang wave mechanic model , o matrix mechanics ), kasama ang quantum field theory, ay isang pundamental na teorya sa pisika na naglalarawan sa kalikasan sa pinakamaliit na antas ng mga antas ng enerhiya ng atoms at subatomic na mga particle .
Ang pisikal na klasika (ang pisika na umiiral bago ang mekanika ng quantum) ay isang hanay ng mga pangunahing teorya na naglalarawan ng kalikasan sa ordinaryong (macroscopic) scale. Karamihan sa mga teorya sa klasikal na pisika ay maaaring makuha mula sa quantum mechanics bilang isang approximation valid sa large (macroscopic) scale. Ang quantum mechanics ay naiiba sa klasikal na physics sa enerhiya, momentum, angular momentum at iba pang dami ng isang sistema ay pinaghihigpitan sa discrete values ​​(quantization); Ang mga bagay ay may mga katangian ng parehong mga particle at wave (wave-particle duality); at mayroong mga limitasyon sa katumpakan kung saan ang mga dami ay maaaring masukat (prinsipyo ng kawalan ng katiyakan).
Ang mechanic ng quantum ay dahan-dahang lumitaw mula sa mga teorya upang ipaliwanag ang mga obserbasyon na hindi maaaring makipagkasundo sa mga klasikal na pisika, tulad ng solusyon ni Max Planck noong 1900 sa problema sa radyasyon ng itim na katawan, at mula sa sulat sa pagitan ng enerhiya at dalas sa 1905 na papel ni Albert Einstein na nagpaliwanag sa photoelectric epekto. Ang unang teorya ng quantum ay labis na naisip sa kalagitnaan ng 1920s ni Erwin Schrödinger, Werner Heisenberg, Max Born at iba pa. Ang modernong teorya ay binubuo sa iba't ibang mga espesyal na binuo pormalismo ng matematika. Sa isa sa mga ito, ang isang mathematical function, ang wave function, ay nagbibigay ng impormasyon tungkol sa posibilidad na amplitude ng posisyon, momentum, at iba pang mga pisikal na katangian ng isang maliit na butil.
Ang mga mahahalagang application ng quantum theory ay kinabibilangan ng quantum chemistry, quantum optics, quantum computing, superconducting magnets, light-emitting diodes, at laser, transistor at semiconductors tulad ng microprocessor, medical at research imaging tulad ng magnetic resonance imaging at elektron microscopy. Ang mga paliwanag para sa maraming mga biological at pisikal na phenomena ay na-root sa likas na katangian ng mga bono ng kemikal, pinaka-kapansin-pansin ang macro-molecule DNA.
Ang isang teoretikal na sistema na pinag-isa ang dalawa sa pamamagitan ng pagsasama ng dalawa sa pamamagitan ng dinamikong alon ng Schrödinger na nilikha upang malutas ang kahirapan ng teorya ng kabuuan sa nakaraang termino, ang matrix dinamika ng Heisenberg et al. Sa dalawang anyo ng pagpapahayag, at ng teoriyang pagbabagong-anyo ni Dirac at Jordan. Ano ang batayan na naiiba mula sa mga klasikal na mekanika ay ang ilang uri ng pisikal na dami (tulad ng intracellular enerhiya sa elektron, angular momentum, atbp.) Ay hindi maaaring tuloy-tuloy at tanging mga discrete value ang pinapayagan (quantization) Hindi palaging ang kaso ang isang pare-pareho na halaga ay nakuha kahit na pagsukat ng dami sa estado, at tanging ang inaasahang halaga (o ang posibilidad ng pagkuha ng isang pare-pareho na halaga) sa kaso kung saan ang pagsukat ay paulit-ulit nang maraming beses sa parehong estado ay natutukoy. Samakatuwid, ang mga paglalarawan sa pamamagitan ng quantum mechanics ay mahalagang probabilistic at statistical at salungat sa deterministic causality ng mga klasiko mekanika. Mayroong complementarity sa pagitan ng posisyon at momentum para sa pagtukoy ng maliit na butil at alon likas na katangian ng mga sangkap at liwanag, ang paggalaw ng estado ng maliit na butil, at ang momentum, at ang prinsipyo ng kawalan ng katiyakan ay itinatag. Ang lahat ng mga katangiang ito ay may pag-iral at malalim na koneksyon sa pare-pareho ng Planck , at ang mga klasikong mekanika ay nakikita rin bilang limitasyon sa h → 0 sa mekanika ng quantum. Ang mekanika ng kuwantum ay itinuturing na isang halos nakumpleto na teorya maliban kung isinasama nito ang teorya ng relativity, maaari itong ilarawan ang pag-uugali ng mga mikroskopikong bagay tulad ng mga atom at mga molecule nang pantay-pantay, inilalapat ito sa malawak na hanay ng agham at teknolohiya kabilang ang pisika at kimika, Mayroon din itong isang mahusay na impluwensya sa mga ideya. Ang mekanika ng kuwantum ay lalong nagpapaunlad ng teorya ng relativity sa larangan ng quantum theory , ngunit lalo na sa isyu ng elementary na mga particle , ang mga pagsisikap ay ginagawa upang malagpasan ang mga paghihirap ng teorya para sa isang sandali at upang makumpleto ang mahusay na teorya ng pag-iisa. → elementary na maliit na butil
→ Tingnan din ang phase space (pisikal) | causality | Oppenheimer | cryogenic | bakante teorya | Teorya ng Grupo | solid-state physics | classical physics | naisip na eksperimento | Stark effect | Schrödinger | Hilbert space | von Neumann | Hawking | macro (Physics) | Micro (Physics) | Mechanics | Quantum Numbers | Quantum Electromagnetics | Quantum Statistical Mechanics