Cum să dați seama de fizica cuantică

Fizica cuantică (este o teorie cuantică sau mecanică cuantică) - aceasta este o direcție separată de fizică, care se ocupă de descrierea comportamentului și interacțiunii materiei și a energiei la nivelul particulelor elementare, fotoni și a unor materiale la temperaturi foarte scăzute. Câmpul cuantic este definit ca particule de "acțiune" (sau în unele impulsuri unghiulare), care în dimensiune se află în mărimea constantei fizice minuscule, care se numește o plantă constantă.

Pași

Metoda 1 din 8:

Planck permanent

unu. Începeți cu studiul conceptului fizic al unui bară constantă. În mecanica cuantică, o scândură constantă este un cuantum de acțiune, denumit H. În mod similar, pentru interacțiunea particulelor elementare, cuantum momentul impulsului - Acesta este bara permanentă redusă (cureaua permanentă împărțită la 2 π) este indicată ca ħ și numit "h cu o caracteristică". Valoarea plăcii constante este extrem de puțini, combină momentele impulsului și desemnarea acțiunilor care au un concept matematic mai general. Nume mecanica cuantică Aceasta implică faptul că unele cantități fizice, cum ar fi momentul impulsului, se pot schimba numai discrete, și nu continuu (cm. Analog) Metoda.

De exemplu, momentul unui impuls de electroni, legat de un atom sau o moleculă, cuantum și poate accepta numai valorile unui multiplu de planul constant de mai sus. Această cuantificare mărește orbitalul electronic pe o serie de număr de cuantum primar. În schimb, momentul impulsului de electroni independenți, care sunt aproape, nu este cuantificat. Planck permanent este, de asemenea, utilizat într-o teorie cuantă a luminii, în care cuantumul de lumină este foton, iar materia interacționează cu energia prin tranziția electronilor între atomi sau "saltul cuantic" al electronului asociat.
Unitățile unei plăci constante pot fi, de asemenea, privite ca momentul de energie. De exemplu, în domeniul fizicii elementare a particulelor, particulele virtuale sunt reprezentate ca masa particulelor care apar în mod spontan de la vid într-o zonă foarte mică și joacă un rol în interacțiunea lor. Limita vieții acestor particule virtuale este energia (masa) fiecărei particule. Mecanica cuantumului are o suprafață mare, dar în fiecare parte matematică există o plantă constantă.

Imagine intitulată Înțelegerea fizicii cuantice Pasul 2

2. Aflați despre particulele grele. Particulele grele trec de la tranziția clasică la energia cuantice. Chiar dacă un electron liber, care are unele proprietăți cuantice (cum ar fi rotația), ca un electron nelegat, abordează atomul și încetinește (eventual datorită emiterii fotonilor), se deplasează de la comportamentul clasic la cuantic, deoarece energia sa este coborât sub ionizarea energiei. Electronul se leagă de atom și momentul impulsului față de kernelul atomic este limitat la valoarea cuantică a orbitei, pe care o poate ocupa. Această tranziție este bruscă. Acesta poate fi comparat cu un sistem mecanic care își schimbă starea de instabil la stabil, sau comportamentul său variază cu o simplă haotică sau poate fi chiar comparată cu o navă de rachetă, care încetinește și merge sub viteza de separare și ocupă orbita în jur unele stea sau un alt obiect ceresc. Spre deosebire de ei, fotoni (care sunt fără greutate) o astfel de tranziție nu se efectuează: pur și simplu traversează spațiul neschimbat până când interacționează cu alte particule și nu dispar. Dacă te uiți la cerul de noapte, fotonii de la unele stele fara schimbare pasta de ani lungi de lumină, apoi interacționează cu electroni în molecula de retină, care emite energia, și apoi dispărând.

Metoda 2 din 8:

idei inovatoare

unu. Fiți la curent cu inovație în teoria cuantică. Trebuie să le cunosc bine, printre ele există, cum ar fi:

Câmpul cuantic respectă regulile care diferă ușor de la ceea ce ne întâlnim în fiecare zi.
Acțiune (moment de impuls) nu este continuă, este alcătuită din elemente individuale mici.
Particulele elementare se comportă atât ca particule, și sub formă de unde.
Mișcarea unei anumite particule este în mod inerent la întâmplare, și poate fi prezis numai cu ajutorul teoriei probabilității.
Este fizic imposibil să se măsoare poziția, și pulsul particulelor cu precizia barei permanente. Mai precis, măsoară o valoare, cu atât mai puțin precizia va fi în măsurarea unei alte.

Metoda 3 din 8:

Particulele dualism și valuri

unu. Examinați conceptul dualismului de particule si unde. Acest postulat afirmă că toată materia are proprietățile particulelor și valuri. Dualismul este conceptul principal al mecanicii cuantice, face un concept clasic incapabil despre „particule“ și „valuri“ de o descriere completă a comportamentului particulelor cuantice.

Pentru volumul complet de cunoaștere a dualismului a materiei, este necesar să se cunoască cu privire la efectul componton, efectul fotovoltaic, lungimea de undă de Broglie și formula de scândură pentru corpurile negre. Toate aceste efecte și teorii dovedesc dualismul natura materiei.
Oamenii de știință au fost efectuate mai multe experimente cu lumina, dovedind că lumina se poate comporta și ca o particulă, și ca un val ... În 1901, Max Planck a publicat de cercetare care a reușit să reproducă spectrul observat al luminii emise de un obiect luminos. Pentru a finaliza acest studiu, bara a trebuit să facă concentrat ipoteza matematică a oscilatoarelor cuantizați (atomi de corp negru) care radiația gol. Mai târziu, Einstein a sugerat că aceasta este radiația electromagnetică în sine, care este transformată în fotoni.

Metoda 4 din 8:

incertitudine

unu. Explorați principiile incertitudinii. Acest principiu susține că unele perechi de proprietăți fizice, cum ar fi, de exemplu, poziția și impulsul, nu pot fi cunoscute cu un grad ridicat de precizie în același timp. În fizica cuantică, particula este descrisă ca un grup de valuri, ceea ce duce la acest fenomen. Ia în considerare măsurarea poziției particulei. Ea poate fi oriunde. Pachetul de undă de particule are o amplitudine nonzero, ceea ce înseamnă că poziția nedefinită - poate fi aproape oriunde în răspândirea valului. Pentru măsurarea corectă a poziției, acest grup de valuri trebuie să fie "comprimat" cât mai mult posibil, ceea ce înseamnă că acesta trebuie să fie compus dintr-o cantitate crescută de sinusoidă pliată împreună. Pulsul particulelor este proporțional cu numărul valului uneia dintre aceste valuri, dar poate fi oricare dintre ele. Astfel, măsurarea mai precisă a poziției - prin combinarea mai multor valuri - înseamnă că măsurarea impulsului devine mai puțin precisă (și invers).

Metoda 5 din 8:

Funcțiile valului

unu. Aflați despre caracteristicile valurilor. Funcția funcției valului sau a undă este un instrument matematic în mecanica cuantică, care descrie starea cuantică a sistemului de particule sau particule. Este adesea folosit ca o proprietate de particule asociată cu dualismul lor de valuri corpuscular, care este notat de ψ (poziție, timp) unde | ψ | În mod egal, probabilitatea de a găsi un obiect într-o anumită poziție la un moment dat.

De exemplu, într-un atom cu un singur electron, cum ar fi hidrogen sau helium ionizat, o funcție de electron de valuri conține o descriere completă a comportamentului electronic. Acesta poate fi descompus pe o serie de orbite atomice care formează baza pentru posibile funcții de undă. Pentru un atom care are mai mult de un electron (sau orice alt sistem cu o multitudine de particule), spațiul de bază este format din configurații posibile ale tuturor electronilor și funcția de undă descrie probabilitățile acestor configurații.
Când rezolvați o temă cu participarea unei funcții de undă, este obligatoriu să fiți o bună cunoaștere a numerelor complexe. O altă condiție este matematica unei algebra liniara, formula Euler din analiza complexă și desemnarea Dirac Bra și Ket.

Metoda 6 din 8:

Ecuația Schrödinger

unu. Dezasamblați ecuația Schrödinger. Această ecuație descrie modul în care starea cuantică a sistemului fizic se schimbă cu timpul. Este fundamental în mecanica cuantică, ca legile lui Newton în mecanica clasică. Soluția ecuației Schrödinger descrie nu numai sistemele moleculare, atomice și subatomice, ci și un sistem macro, poate chiar întregul univers.

Forma totală a ecuației Schrödinger depinde de timp și oferă o descriere a dezvoltării sistemului în timp.
Pentru sistemul staționar, se aplică ecuația Schrödinger, care nu depinde de timp. Soluțiile aproximative nu depind de timp. Ecuațiile Schrödinger sunt utilizate, de obicei, pentru a calcula nivelurile de energie și alte proprietăți ale atomilor și moleculelor.

Metoda 7 din 8:

Superpoziția cuantică

unu. Dezasamblați o superpoziție cuantică. Se referă la proprietățile mecanice cuantice ale soluțiilor ale ecuației Schrödinger. Deoarece ecuația Schrödinger este liniară, orice combinație liniară de soluții de o anumită ecuație va fi, de asemenea, rezolvată. Această proprietate matematică a tuturor ecuațiilor liniare este cunoscută ca principiul suprapunerii. În mecanica cuantică, astfel de soluții sunt adesea ortogonale, de exemplu, cum ar fi nivelurile de energie ale unui electron. Procedând astfel, se dovedește că energia de suprapunere este condus la zero, iar valoarea declarația medie (orice stare a superpoziției) este declarația medie a operatorului într-un stat individual, înmulțită cu proporția stării de superpoziției, „în“ care este.

Metoda 8 din 8:

Ignorarea pictura clasica

unu. rândul său, Să la conceptele fizicii clasice. În mecanica cuantică, calea particulei este pe deplin idealizat într-un mod diferit, iar vechea teorie cuantică reprezintă doar un model de jucărie pentru a înțelege ipoteza atomică.

În km, calea particulelor este prezentată ca și în cazul în care trece prin setul de căi, în mecanica clasică, calea particulelor este determinată de traiectoria sa, dar există mai multe moduri de a avea o mulțime de căi pentru care această particulă pot călători. Acest adevăr este ascuns într-un experiment cu două părul, în care ea însăși conduce electroni ca un dualism corpuscula--val, iar această idee este pe deplin explicată prin calea integrală a Feynman.
În km Constant Norminalization, este foarte important, deoarece determină posibilitatea de a găsi o particulă egală cu una și CM confirmă, de asemenea, principiul superpoziției.
Pentru a înțelege cel mai înalt nivel de KM, trebuie să ignore pe deplin modelul de jucărie (modelul Bora). Motivul este simplu - nu se poate determina calea exactă a electronului la diferite niveluri orbitale.
În cazul în care clasic Limita H se lupta pentru zero, rezultatele km devin cel mai apropiat de mecanicii clasice.
Rezultatele clasice pot fi obținute prin utilizarea valorii medii, iar cel mai bun exemplu este Ehrenthest Teorema. Este afișată folosind metoda operațională.

sfaturi

Decide sarcinile numerice din cadrul fizicii de liceu ca o practică de lucru care necesită o soluție matematică în fizica cuantică.
Unele condiții obligatorii fizicii cuantice includ mecanică clasică, funcția Hamilton și diferite proprietăți de undă, cum ar fi interferența, difracția și T.D. Consultați manuale sau întrebați profesorul de fizica. Este necesar să se realizeze o înțelegere clară a fizicii învățământului superior și a condițiilor sale obligatorii. Veți avea nevoie de puțin pentru a învăța matematica la nivel de colegiu. Pentru a crea o schemă (plan de învățare), consultați conținutul din Schița Schiums.
Există o serie de prelegeri online despre mecanica cuantice pe YouTube. Uita-te la http: // YouTube.COM / Educație?Categorie = Universitatea / Știință / Fizică / Quantum% 20Mecanică .