Kako smisliti kvantnu fiziku -

Kvantna fizika (to je kvantna teorija ili kvantna mehanika) - ovo je poseban smjer fizike, koji se bavi opisom ponašanja i interakcije materije i energije na nivou elementarnih čestica, fotona i nekih materijala na vrlo niskim temperaturama. Kvantno polje je definirano kao "akcija" (ili u nekom kutnom zamahu) česticama, što se u veličini nalazi u veličini sitne fizičke konstante, koja se naziva stalnom danom.

Korake

Metoda 1 od 8:

Trajni Planck

jedan. Započnite s proučavanjem fizičkog koncepta stalnog bara. U kvantnom mehaniku, stalna daska je kvantist od akcije, koja se naziva H. Slično tome, za interakciju elementarnih čestica, kvant trenutak impulsa - Ovo je smanjena stalna traka (trajni remen podijeljen s 2 π) je naznačen kao ħ i nazvan "h sa značajkom". Vrijednost stalne daske izuzetno je malo, ona kombinira trenutke impulsa i oznaka akcija koje imaju općenitiji matematički koncept. Ime kvantna mehanika Podrazumijeva da neke fizičke količine poput trenutka impulsa mogu se mijenjati samo diskretan, a ne kontinuirano (cm. Analogna) metoda.

Na primjer, trenutak elektronskog pulsnog pulsa, vezan za atom ili molekulu, kvant i može prihvatiti samo vrijednosti više od gore navedene stalne daske. Ova kvantizacija povećava orbitalnu elektronu na nizu cjelokupnog primarnog kvantnog broja. Suprotno tome, trenutak impulsa nepovezanih elektrona, koji su blizu, ne, ne kvantizira se. Stalni Planck se koristi i u kvantnoj teoriji svjetlosti, gdje je svjetlosni kvant foton, a stvar interaktira s energijom prelaskom elektrona između atoma ili "kvantni skok" pridruženog elektrona.
Jedinice stalne daske mogu se gledati i kao trenutak energije. Na primjer, u predmetnom području elementarne fizike čestica predstavljaju virtualne čestice kao masa čestica koja se spontano pojavljuju iz vakuuma na vrlo malom području i igraju ulogu u njihovoj interakciji. Granica života ovih virtualnih čestica je energija (masa) svake čestice. Kvantna mehanika ima veliko područje, ali u svakom matematičkom dijelu postoji stalna daska.

Slika pod nazivom Razumijevanje kvantne fizike Korak 2

2. Saznajte o teškim česticama. Teške čestice prelaze iz klasičnog do kvantnog tranzicije energije. Čak i ako je besplatni elektron, koji ima kvantna svojstva (poput rotacije), kao neobična elektrona, prilazi atomu i usporava (možda zbog emitiranja fotona), kreće se iz klasičnog u kvantno ponašanje, jer je njegova energija spušta se ispod energetske ionizacije. Elektron se veže za atom i njegov trenutak impulsa u odnosu na atomski kernel ograničen je na kvantnu vrijednost orbite, koju može zauzimati. Ova tranzicija je iznenadna. Može se uporediti sa mehaničkim sustavom koji mijenja stanje od nestabilnog u stabilno ili njegovo ponašanje varira s jednostavnim haotičnim, ili se može čak usporediti s raketnim brodom, koji se usporava i prelazi u stopu odvajanja i zauzima u orbiti okolo Neke zvijezde ili neki drugi nebeski objekt. Za razliku od njih, fotoni (koji su bez težina) Takav tranziciju se ne vrši: oni jednostavno prelaze prostor nepromijenjenim dok ne komuniciraju s drugim česticama i ne nestaju. Ako pogledate noćno nebo, fotoni iz nekih zvijezda bez promjene paste duge svjetlosne godine, a zatim komuniciraju s elektronom u molekuli vaše mrežnice, a zatim nestaju.

Metoda 2 od 8:

Inovativne ideje

jedan. Ostanite u toku s inovacijama u kvantnoj teoriji. Morate ih dobro znati, među njima je i kao:

Kvantno polje slijedi pravila koja se malo razlikuju od onoga što se svake dana sastajemo.
Akcija (trenutak impulsa) nije kontinuiran, sastoji se od malih pojedinačnih elemenata.
Osnovne čestice ponašaju se i kao čestice, a kao valovi.
Kretanje određene čestice je svojstveno nasumično, a može se predvidjeti samo uz pomoć teorije vjerojatnosti.
Fizički je nemoguće izmjeriti položaj, a impuls čestica s tačnošću stalnog bara. Preciznije, izmjerite jednu vrijednost, manje tačnosti će biti u mjerenju drugog.

Metoda 3 od 8:

Čestice i talasi dualizma

jedan. Ispitajte koncept dualizma čestica i valova. Ovo postulata navodi da je sva stvar ima svojstva čestica i valova. Ovaj dualizam je glavni koncept kvantne mehanike, čini nesposobnim klasičnim konceptom o "česticama" i "talasima" potpunog opisa ponašanja kvantnih čestica.

Za puni obim znanja o dualizmu materije, potrebno je znati o učinku komponzije, fotonaponskog efekta, de Broglie talasne dužine i kartu daska za crna tijela. Svi ovi efekti i teorije dokazuju dualizam prirode materije.
Naučnici su izvedeni mnogi eksperimenti sa svjetlom, dokazujući da se svjetlost može ponašati i kao čestica, a kao val ... 1901. godine, Max Planck je objavio istraživanje da je uspio reproducirati opaženi spektar svjetlosti koji se osvjetljava svjetlosni objekt. Da biste dovršili ovu studiju, bar je to morao učiniti fokusiran Matematička pretpostavka kvantiziranih oscilatora (crna tijela tijela) koja prazna zračenje. Kasnije je Ajnštajn predložio da je to sama elektromagnetski zračenje, koji se pretvara u fotone.

Metoda 4 od 8:

neizvjesnost

jedan. Istražite principe nesigurnosti. Ovaj princip tvrdi da neki parovi fizičkih svojstava, kao što su, na primjer, na primjer, položaj i impuls, ne mogu se istovremeno znati s visokim stupnjem tačnosti. U kvantnoj fizici čestica je opisana kao grupa valova, koja dovodi do ove fenomene. Razmotrite mjerenje položaja čestica. Ona može biti bilo gdje. Paket čestica ima nulto-amplitudu, što znači da je položaj njenog neodređenog - može biti gotovo bilo gdje u raširenju vala. Za tačno mjerenje položaja, ova talasna grupa mora biti "komprimirana" što je više moguće, što znači da mora biti sastavljen od povećane količine sinusoida zajedno. Puls čestica proporcionalan je talasnom broju jednog od tih talasa, ali može biti išta od njih. Dakle, preciznije mjerenje položaja - kombiniranjem više talasa - znači da mjerenje pulsa postaje manje precizno (i obrnuto).

Metoda 5 od 8:

Funkcije talasa

jedan. Saznajte o val značajkama. Funkcija FAVE ili talasne funkcije je matematički alat u kvantnom mehaniku, koji opisuje kvantno stanje sistema čestica ili čestica. Često se koristi kao nekretnina čestica povezana sa svojim koluskularnim dualizmom, koji se označava ψ (položaj, vrijeme) gdje | ψ | Podjednako verovatnoća da pronađem objekta u određenom položaju u određeno vrijeme.

Na primjer, u atomu s jednim elektronom, poput vodonika ili joniziranog helija, funkcija valnog elektrona sadrži potpuni opis ponašanja elektrona. Može se razgraditi na brojne atomske orbitale koji čine osnovu za moguće valne funkcije. Za atometar koji ima više od jednog elektrona (ili bilo kojeg sistema sa pluralnošću čestica), osnovni prostor sastoji se od mogućih konfiguracija svih elektrona, a valna funkcija opisuje vjerojatnost ovih konfiguracija.
Prilikom rješavanja domaćih zadataka sa sudjelovanjem valne funkcije, obavezno je biti dobro poznavanje složenih brojeva. Drugi preduvjet je matematika linearne algebre, euler formule iz složene analize i oznaka Dirac grudnjaka i keta.

Metoda 6 od 8:

Schrödinger jednadžba

jedan. Rastavljaju Schrödinger jednadžbu. Ova jednadžba opisuje kako se kvantno stanje fizičkog sistema mijenja s vremenom. Temeljno je u kvantnoj mehanici, kao Newtorovi zakoni u klasičnoj mehanici. Rješenje Schrödinger jednadžbe opisuje ne samo molekularne, atomske i subatomske sustave, već i makro sistema, možda čak i cijeli svemir.

Ukupni oblik Schrödinger jednadžbe ovisi o vremenu i daje opis razvoja sistema tokom vremena.
Za stacionarni sistem primenjuje se Schrödinger jednadžba koja ne ovisi o vremenu. Približna rješenja ne ovise o vremenu. Schrödinger jednadžbe se obično koriste za izračunavanje razine energije i druga svojstva atoma i molekula.

Metoda 7 od 8:

Kvantna superpozicija

jedan. Rastaviti kvantnu superpoziciju. Odnosi se na kvantna mehanička svojstva rješenja Schrödinger jednadžbe. Budući da je Schrödinger jednadžba linearna, bit će riješena i svaka linearna kombinacija rješenja određene jednadžbe. Ova matematička imovina svih linearnih jednadžbi poznata je kao načelo superpozicije. U kvantnom mehaniku takve su rješenja često ortogonalna, na primjer, poput energetskih nivoa elektrona. Isključuje se da se preklapaju energija odvozi na nulu i prosječnu vrijednost izjave (bilo koje stanje superpozicija) je prosječna izjava operatera u pojedinom stanju, pomnožena s udjelom države superpozicije, "u" koji je to.

Metoda 8 od 8:

Ignorisanje klasične slike

jedan. Okrenimo se konceptima klasične fizike. U kvantnom mehaniku, put čestice je u potpunosti idealiziran na drugačiji način, a stara kvantna teorija predstavlja samo model igračaka za razumijevanje atomske hipoteze.

Na km, put čestica predstavljen je kao da prolazi kroz niz staza, u klasičnoj mehanici, put čestica određuje se njenom putanju, ali postoji mnogo načina za puno staza za koje ova čestica može putovati. Ova istina je skrivena u dva kosu eksperimenta, u kojoj se elektron vodi kao korpuskularni dualizam, a ova ideja je u potpunosti objasnjena integralnim putem Feynmana.
U km konstante normatizacije, vrlo je važno, jer određuje mogućnost pronalaska čestica jednako jednom, a CM također potvrđuje princip superpozicije.
Da biste razumjeli najviši nivo KM, morate u potpunosti zanemariti model igračaka (Bora model). Razlog je jednostavan - ne možete odrediti tačan put elektrona na raznim orbitalnim nivoima.
Ako klasična granica H teže nulom, rezultati KM postaju najbliži klasičnoj mehanici.
Klasični rezultati mogu se dobiti korištenjem prosječne vrijednosti, a najbolji primjer je ehhrenthest teorem. Prikazuje se pomoću operativne metode.

Savjeti

Odlučite brojčane zadatke iz toka srednje škole kao prakse za rad koji zahtijeva matematičko rješenje u kvantnoj fizici.
Neki obavezni uvjeti za kvantnu fiziku uključuju klasičnu mehaniku, Hamilton funkciju i razne valne svojstva, kao što su smetnje, difrakcija i t.D. Posavjetujte se udžbenike ili pitajte svog nastavnika fizike. Potrebno je postići jasno razumijevanje fizike visokog obrazovanja i njegovih obaveznih uvjeta. Trebat će vam malo da biste naučili matematiku na nivou fakulteta. Da biste stvorili šemu (plan učenja), pogledajte sadržaj u Schaums Outline.
Postoji niz mrežnih predavanja na kvantnoj mehanici na YouTubeu. Pogledaj u http: // YouTube.COM / Obrazovanje?Kategorija = univerzitet / nauka / fizika / kvantni% 20mehanika .