1.量子()的基本概念:在數學學中常用到量子的概念,指一個不可分割的基本個體。諸如:“光的量子”(光子)是一定頻度的光的基本能量單位。
而延展出的量子熱學、量子光學等成為不同的專業研究領域。其基本概念為所有的有形性質是“可量子化的”。“量子化”指其數學量的數值是離散的,而不是連續地任意取值。比如在物理學中,量子指什么,在原子中在物理學中,量子指什么,電子的能量是可量子化的。這決定了原子的穩定性和發射波譜等通常問題。絕大多數數學學家將量子熱學視為了解和描述自然的的基本理論。
2.量子的定義:一個數學量假如存在最小的不可分割的基本單位,則這個數學量是量子化的,并把最小單位稱為量子。量子英語名稱量子一詞來自拉丁語,意為“有多少”,代表“相當數目的某物質”。
淺顯地說,量子是能表現出某物質或化學量特點的最小單元。
3.量子概念的提出:
量子是現代數學的重要概念。最早是由瑞典化學學家M·普朗克在1900年提出的。他假定宋體幅射中的幅射能量是不連續的,只能取能量基本單位的整數倍,因而挺好地解釋了宋體幅射的實驗現象。
后來的研究表明,不但能量表現出這些不連續的分離化性質,其他數學量例如角動量、自旋、電荷等也都表現出這些不連續的量子化現象。這同以牛頓熱學為代表的精典化學有根本的區別。量子化現象主要表現在微觀化學世界。描寫微觀化學世界的數學理論是量子熱學。
在精典化學學中,依照能量均分定律:能量是連續變化的,可以取任意值。19世紀后期,科學家們發覺好多化學現象難以用精典理論解釋。當時日本化學界聚焦于宋體幅射問題的研究。1900年左右,M·普朗克企圖解決宋體幅射問題,他大膽提出量子假定,并得出了普朗克幅射定理,承襲至今。普朗克提出:像原子作為一切物質的構成單位一樣,“能量子”(量子)是能量的最小單位。物體吸收或發射電磁幅射,只能以能量量子的形式進行。
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