Квантовая механика

Зміст

1 Теоретична база квантової механіки

1. 1 Хвильові функції та вимірювання

1. 2 Квантово-механічні ефекти

2 Математичний апарат

3 Взаємодія з іншими теоріями

4 Застосування квантової механіки

5 Філософський аспект

6 Історія


Квантова механіка є фундаментальною фізичною теорією, що в описі мікроскопічних об’єктів розширює, уточнює і поєднує результати класичної механіки і електродинаміки. Ця теорія є фундаментом для багатьох напрямів фізики та хімії, включаючи фізику твердого тіла, квантову хімію та фізику елементарних частинок. Термін «квантова» (Лат. «скільки») зв’язаний з дискретними порціями, що теорія присвоює певним фізичним величинам, наприклад, енергії атому.

Квантова механіка є теорією механіки – галузі фізики, що описує рух тіл і співставлені йому фізичні величини такі як енергію чи імпульс. Вона є більш загальною ніж класична механіка (механіка Ньютона), в тому сенсі, що дає точніші і достовірніші результати для багатьох явищ, де класична механіка безпорадна. Це стосується як явищ мікроскопічного масштабу (тут класична механіка не здатна пояснити навіть існування стабільного атому), так і деяких макроскопічних явищ, таких як надпровідність, надплинність чи випромінювання абсолютно чорного тіла. Уже впродовж століття існування квантової механіки її передбачення ніколи не були заперечені експериментом. Квантова механіка описує принаймні три типи явищ, яких класична фізика (класична механіка та класична електродинаміка) не може врахувати: 1) квантування (дискретизації) деяких фізичних величин; 2) корпускулярно-хвильового дуалізму; 3) існування змішаних квантових станів. Хоча в деяких випадках - закони класичної механіки достатньо близькі з законами квантової механіки, це називається принципом відповідності і тоді говорять, що квантова механіка «зводиться» до класичної механіки

Квантова механіка може бути сформульована як релятивістська або нерелявістська теорія. Хоча релявістська квантова механіка (квантова теорія поля) є однією з найфундаментальніших теорій і служить базою для багатьох найвитонченіших з відомих теорій - нерелявістська квантова механіка також часто використовується з огляду на зручність. Терміни "квантова фізика" та "квантова теорія" часто використовуються як синоніми квантової механіки. Ми будемо використовувати термін «квантова механіка» для обидвох релятивістської і нерелявістської квантових механік, хоча деякі науковці під квантовою механікою розуміють лише нерелятивістську її частину.

Більшість фізиків вірять, що квантова механіка пропонує правильний фізичний опис світу майже за довільних умов. На тепер виглядає так, що квантова механіка не справджується поблизу чорних дір і при описі Всесвіту як цілого. В цих випадках квантова механіка конфліктує з загальною теорією відносности - широковизнаною теорією гравітації. Питання сумісності квантової механіки і загальної теорії відносности залишається відкритим і є предметом активних досліджень.

Фундамент квантової механіки закладений в перший половині 20 століття Максом Планком, Альбертом Ейнштейном, Вернером Гейзенбергом, Ервіном Шредінгером, Максом Борном, Полем Діраком, Річардом Фейнманом та іншими. Деякі фундаментальні аспекти теорії все ще потребують вивчення.

Хвильові функції та вимірювання

Існує багато математично еквівалентних формулювань принципів квантової механіки. Одне з найперших та найлегших для сприйняття – це "хвильова механіка", запропонована Ервіном Шредінгером. В цій концепції стан досліджуваної системи визначаться

1 2 3 4 5 6 7

Похожие работы