很多朋友第一次聽到這個詞的時候,都會覺得太科幻了。 簡直就是高端大氣、檔次的代名詞。 事實上,量子力學在我們身邊很常見。
我們知道物理學分為兩個部分。
以牛頓、伽利略為代表量子物理和經典物理的區別是什么,我們把經典物理學研究得很透徹。
還有以愛因斯坦、玻爾、薛定諤、普朗克等人為首的量子物理學。
物理學實際上是研究我們這個世界的規則,也就是世界觀。 經典物理學研究我們看得見的宏觀世界觀,而量子物理學研究我們看不到的微觀世界觀。
那么為什么宏觀物理和微觀物理的規則還是不同呢? 經典物理學的一些物理定律并不適用于微觀世界,因此量子力學誕生了。 換句話說,量子力學的引入相當于打開了新世界的大門。
2. 量子力學研究什么?
我們在初中時都學過物理研究力、熱、聲、光和電。
說起“光”,除了折射和反射之外,還有很多連科學家都無法理解的現象。 1900年,普朗克在研究黑體輻射時提出了能量量子的概念,假設能量的發射和吸收是部分的,中間沒有連續性。 在對光的研究中,還發現光同時具有粒子性和波動性。
比如,你向一個方向扔一個小球,只要力度、方向等因素不變量子物理和經典物理的區別是什么,小球總會落在同一個位置。 這就是粒子性質。
聲音以擴散方式傳播,即以波的形式傳播。 波具有一些基本特性,即干涉和衍射。
什么是干擾? 當兩個波在不同位置產生時,它們會相互干擾。 由于光是波狀的,當我們用一束光子穿過兩個狹窄的間隙時,就會發生干涉。 最后我們會發現干涉產生的明暗條紋,這是正常的。 既然光還有粒子性,如果我們把它一一扔掉,它會不會互相干擾,全部落到同一個點上呢? 但事實上并非如此。 當大量光子一一反射時,也會發生干涉現象。
這時候物理學家就想不明白了,于是他們推測,光子飛出去之后,是按照一定的函數飛的,也就是說它最終到達哪里有一定的概率,也就是概率波。 它們之間的函數稱為波函數。 這個波函數代表了定律,這是量子力學研究的最重要的東西。 換句話說,量子力學研究構成我們世界的最基本粒子的運動特性。
既然物理學家發現了波函數,就必須繼續研究它,但在研究過程中,更奇怪的事情發生了。 由于無法觀察大量光子的運動模式,因此我們可以對它們進行一一研究并跟蹤每個光子如何飛行。 但在跟蹤過程中,光子實際上消失了,沒有發生干擾。 有科學家推測,是否是因為大量粒子相互作用,不易受到外界影響,而單個粒子則容易受到影響,無法沿著原來的路徑運動。 科學家們在這里提出了波的概念。 功能崩潰。
綜上所述,量子力學研究微觀世界的運行規律,研究量子力學的方法就是研究波函數。 那么研究量子力學有什么用呢? 點贊、收藏、關注,我們下一期再講。