關於量子物理學,你需要了解的 4 個最酷的知識點

2021-01-18 西狂部落閣

量子物理學是科學家們剛剛進入的領域,他們的發現正在不斷da破我們先入為主的觀念。量子物理學解釋的一些事實似乎是不可能的,違反直覺的。下面是你應該了解的關於量子物理學的 4 個知識點。

1.「量子」到底什麼?

「量子」這個稱呼好像讓很多人完全糊塗了。在物理學中,它實際上指的就是某個事物可以分割的最小尺寸,即在這個尺寸以下不可再分割。比如我們熟知的光可以分成一份一份的光量子,光量子不可再分割。這有些違反人的直覺,光竟然不是連續的。這也解釋了許多經典物理學無法解釋的問題。

2.量子物理學的基本思想

量子力學中的所有物理屬性都可以有許多固定值,但從不介於兩者之間。比如原子的核外電子,在吸收或釋放能量時,會從一個軌道瞬間躍遷到另外一個軌道,而從來不會出現在任何兩個相鄰軌道之間出現。此外,各位看官如果有興趣還可以搜索「紫外災難」,看看量子力學如何解決經典物理學引發的悖論。

3.雙縫實驗

將一個光源放在有兩個狹縫的遮板前面,遮板後面再放一個白板。如果觀察光通過的兩個狹縫中的哪一個,它就會表現的像一個粒子,白板上只有兩條狹縫的光斑;如果你不觀察它穿過那條狹縫,它又會表現的像一個波浪,光子會同時穿過兩個狹縫並在白板上留下一串幹涉光斑;但是如果你等待它穿過狹縫然後再觀察,將會迫使光子「穿越」回過去然後隨機選擇一個狹縫穿過來。觀察可以影響實驗結果,未來可以影響過去,這也是量子力學反直覺的例子之一。

4.量子糾纏

當電子和正電子相遇時會湮滅並產生兩個光子,這兩個光子會出現叫做「量子糾纏」的奇怪現象,兩者總是相互影響。在觀察它們之前,你永遠不可能事先知道兩個光子的旋轉方向。在你觀察之前,他們都是同時具有兩個旋轉方向。令人驚訝的是,如果你觀察其中一個,另一個將立即選擇相反的旋轉方向,永遠不會出錯。而且,這個過程似乎不需要消耗時間。

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