量子力學是什麼,用途有哪些,你知道嗎?

2020-11-26 冷知識解惑吧

什麼是量子力學?它是物理學領域的名稱,描述宇宙在非常小的尺度和相對低的能量。「小尺度」指的是大約原子尺度或更小的尺度,而「低能量」指的是除了自然宇宙中正在發生膨脹以外的所有區域,比如恆星或高能粒子加速器。

你能用量子力學做什麼?不是所有的地方都是能用量子力學解答的,但你可以用它解釋微小的事物。如果你想弄清楚小分子或者原子的變化原理,那麼量子力學會告訴你發生了什麼。

或者我再舉幾個具體的例子來說明那些嚴重依賴量子力學的技術:雷射、電晶體、半導體、大多數現代電子學、像MRI這樣的醫學成像、像電子顯微鏡這樣的工業成像,等等。

下面是一個例子:

有一個很棒的實驗叫做"雙縫實驗"這是一般的設置:

你通過雙縫發射電子,然後觀察電子在屏幕上形成的圖案。歷史上這樣做的動機是研究某些現象是否與波或粒子有關。(在歷史上,這個實驗並不一定是用電子做的,而是用各種其他的東西,比如光。)但不管怎樣,這裡還是用電子來說吧。

從純理論的考慮,我們可以做兩種計算:首先,如果你通過雙縫發射的東西是波,那麼你會在屏幕上得到某種幹涉圖案。為什麼?因為波從源傳播到雙狹縫,擊中兩個狹縫,然後繼續傳播。但是來自每個狹縫的波相互幹擾,導致屏幕上出現變化的周期性強度帶。

另一方面,如果你通過雙縫發射的東西是一個粒子,那麼你會在屏幕上得到一個不同的圖案。粒子不會同時穿過兩條狹縫,也不會像波那樣相互幹擾。(你可能會遇到一些粒子和粒子之間碰撞,但如果你仔細設計你的實驗,你實際上可以消除這種情況,只要不要太快發射粒子就可以了。)

當你用光做這個實驗時,你會得到波的圖案。太好了,這一定意味著光是一種波,對吧?

但是當你用電子做實驗時——你知道的粒子——你也會得到波的圖案。

當物理學家與其他物理學家談論它時,他們會將電子擬人化。例如,有人可能會問「電子如何『知道』該通過哪一個狹縫?」「這種人格化很方便,但在某種程度上,我覺得有人把它當真了。當你這麼做的時候,你就得到了物理學家認為電子有意識的想法。

這個時候,量子力學就可以解釋這種現象,所以量子力學也應用於各種類似的實驗中。

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    這是量子力學先驅們自己提供的解決方案,並得到了尼爾斯·玻爾的大力支持。哥本哈根解釋告訴我們,當我們對波函數進行測量時,除了一個特定狀態的概率外,其它所有的概率都變為零,被測量到的狀態概率變為1。這確保了電子有一個固定的位置,而不存在於其他任何地方。
  • 你知道,量子力學可以有三種寫法麼?
    但是,當我們測量電子的位置時,我們看到它有一個固定的位置。那麼在測量位置的過程中,擴散開的波函數發生了什麼變化?這就是我們今天要討論的問題:理解量子力學核心思想的方法。哥本哈根解釋首先,我們來看看對量子力學最古老(也是流傳最廣)的解釋:哥本哈根解釋。
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    隨著科技的發展,量子學的出現,以前我們認為構成物質最小的單位是分子原子,但沒有包括無形的意識,那靈魂和意識又是什麼呢,有形的物質無形的意識包括靈魂和能量,都是有量子構成一團震動的能量,這乃是裡程碑似的結論,它統一了有形的物質世界和無形虛擬世界。
  • 量子力學編寫動漫!《青春豬頭少年系列》和量子力學有哪些關聯?
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  • 量子力學都不懂?還在說你知道量子科技?
    小編一聞,就開心了,基本原理也就是量子力學嘛,俺學過!不過別一聽到量子科技就開心,在你準備關注量子科技概念股之前。你真的知道什麼是量子嗎?如果連量子都不知道,還最後稀裡糊塗地梭哈又稀裡糊塗被套,那小編只能為你祈禱了。
  • 什麼是量子力學
    (老高與小茉) 量子力學簡單的講就是微觀世界的物理學 宏觀世界的物理學和微觀世界裡的物理學是非常不一樣,比方說現實世界你有一堵牆你穿不過去但是在微觀世界裡面你就可以穿過去。再打個比方我在日本這個事情其實是不確定的。在微觀世界裡我在日本這個事情是個概率。
  • 你不懂 量子力學
    在量子力學中,一切都是由波函數描述的。波函數是形容基本粒子的,而基本粒子又組成了一切,所以一切事物都是由波函數來形容。所以有電子的波函數,原子的波函數,貓的波函數等等。嚴格地說,一切事物都有量子行為,只是在日常生活中大多數量子行為是觀測不到的。 問題是,沒有人知道為什麼當人們試圖測量量子效應時,量子效應會消失。
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    那什麼是不確定性原理呢?剛才咱們說說不要去關心電子在那兒是吧,只要知道它的能量,我就可以計算這個問題了。我現在通過這個矩陣力學發現,如果說我就想刨根問底兒的知道說這個電子的這個具體位置他在哪兒,還不是那麼一件容易的事兒。電子的位移的變化量和動量的變化量之基必須要大於某個特定值,他不能等於零,這就是不確定性原理的公式理解,可是他說明了什麼呢?說明了你對電子的這個位置越確定,你就測量的越準。
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    我覺的量子力學和經典力學最大的區別就是:在量子力學中我們永遠不可能「知道」任何事情;而在經典力學中我們能對事物的質量能量、位置動能做出精確的描述和測量。這是怎麼回事呢?在量子力學中我們為什麼無法確切地知道事物的狀態呢?
  • 量子力學顛覆你的思維!舉個例子讓你明白什麼是量子力學!
    量子力學為物理學理論,是研究物質世界微觀粒子運動規律的物理學分支,它與相對論一起構成現代物理學的理論基礎。量子力學不僅是現代物理學的基礎理論之一,而且在化學等學科和許多近代技術中得到廣泛應用。但是,關於它產生的一些令人匪夷所思的現象!我們暫時能做的也只是認識它,接受它!而這些現象背後的原理,我們卻一無所知。
  • 一口氣讀懂量子力學說了什麼?
    量子力學給我們人類的宇宙觀帶來了深刻的影響,它闡述的每一條理論都那麼深刻且具有顛覆性,我們在宏觀世界根深蒂固的確定性、空間的局域性和因果論均被打破,所以我們很難想像和理解亞原子世界到底發生著什麼,本文從一枚燈泡觸發量子世界開始到驗證貝爾不等式不成立確立玻爾的勝利,簡要回顧量子革命歷史,讓你一片文章了解量子力學說了什麼?我們開始吧。
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