Beth yw ffiseg cwantwm

beth yw nodweddion ffiseg cwantwm

Yn yr ysgol uwchradd rydyn ni wedi arfer astudio ffiseg. Fodd bynnag, mae yna fath o ffiseg nad yw pawb efallai wedi arfer â hi. Mae'n ymwneud â'r ffiseg cwantwm. Nid yw llawer yn gwybod beth yw ffiseg cwantwm. Mae'n bwnc hynod ddiddorol a hynod ddadleuol a all chwyldroi ein syniad o'r bydysawd o'n cwmpas. Damcaniaeth ffiseg sy'n disgrifio ymddygiad mater ac sydd hefyd â sawl cymhwysiad ym mywyd beunyddiol.

Felly, yn yr erthygl hon rydyn ni'n mynd i ddweud wrthych beth yw ffiseg cwantwm a beth yw ei nodweddion.

Beth yw ffiseg cwantwm

Gelwir ffiseg cwantwm hefyd yn theori cwantwm neu fecanyddol. Oherwydd ei fod yn seiliedig ar theori fecanyddol sy'n canolbwyntio ar raddfa hyd a ffenomenau egni atomig ac isatomig, gan roi bywyd newydd i ddamcaniaethau blaenorol, sydd bellach yn cael eu hystyried yn ddarfodedig.

Beth yw'r gwahaniaeth rhwng ffiseg glasurol a ffiseg cwantwm? Mae'r olaf yn disgrifio ymbelydredd a mater fel ffenomenau deuol: tonnau a gronynnau. Felly, gellir ystyried deuoliaeth gronynnau tonnau fel un o nodweddion y mecaneg hon. Mae'r berthynas rhwng tonnau a gronynnau yn cael ei hastudio a'i gadarnhau trwy ddwy egwyddor:

  • Egwyddor y cyd-fynd
  • Egwyddor ansicrwydd Heisenberg (mae'r olaf yn ffurfioli'r cyntaf).

Yn sicr, gallwn fod yn sicr, ar ôl darganfod theori perthnasedd a genedigaeth ffiseg glasurol, arweiniodd y mewnwelediadau hyn mewn oes newydd, ffiseg fodern. Er mwyn astudio mecaneg cwantwm yn gynhwysfawr, mae angen integreiddio rhwng gwahanol sectorau ffiseg:

  • Ffiseg atomig
  • Gronynnau corfforol
  • Ffiseg mater
  • Ffiseg niwclear

Tarddiad

Beth yw ffiseg cwantwm

Ffiseg glasurol ni allai astudio mater ar y lefel ficro ar ddiwedd y XNUMXeg ganrif, y gellir dweud ei fod y tu hwnt i gwmpas mesur atomig. Felly, mae'n amhosibl astudio realiti arbrofol, yn enwedig ffenomenau sy'n gysylltiedig â golau ac electronau. Ond mae pobl bob amser eisiau mynd ymhellach, ac mae ei chwilfrydedd cynhenid ​​yn ei yrru i archwilio mwy.

Yn gynnar yn yr XNUMXfed ganrif, roedd darganfyddiadau a ddaeth i'r amlwg o'r raddfa atomig yn herio hen ragdybiaethau. Ganwyd theori cwantwm diolch i derm a fathwyd gan yr academydd Max Planck ar ddechrau'r XNUMXfed ganrif. Y cysyniad sylfaenol yw y gall maint a maint microsgopig rhai systemau corfforol hyd yn oed newid yn ddiderfyn ond ar wahân.

Dyma'r astudiaethau a'r ymchwil a'i gwnaeth yn bosibl dod i'r casgliadau hyn:

  • 1803: cydnabod atomau fel elfen gyfansoddol o foleciwlau
  • 1860: y grwpiau bwrdd cyfnodol atomau yn ôl priodweddau cemegol
  • 1874: darganfod yr electron a'r niwclews
  • 1887: astudiaethau ar ymbelydredd uwchfioled

Gall y dyddiad olaf nodi'r brif linell rannu. Ar gyfer amleddau ymbelydredd islaw'r trothwy, mae'r ffenomen rhyngweithio (effaith ffotodrydanol) rhwng ymbelydredd electromagnetig a mater yn diflannu. Oherwydd yr effaith ffotodrydanol, mae egni'r electronau yn gymesur ag amlder yr ymbelydredd electromagnetig. Nid yw theori tonnau Maxwell bellach yn ddigonol i egluro ffenomenau penodol.

Damcaniaeth cwantwm

I grynhoi'r ffactorau a gyfrannodd at eni ffiseg cwantwm, gallwn restru dyddiadau pwysicach sy'n gysylltiedig â darganfyddiadau a gwybodaeth a ddefnyddir i olrhain hanes mecaneg cwantwm:

  • 1900: Planck iMae'n cyflwyno'r syniad bod egni'n cael ei feintioli, ei amsugno a'i ollwng.
  • 1905: Einstein yn dangos yr effaith ffotodrydanol (mae egni'r maes electromagnetig yn cael ei gludo gan quanta o olau (ffotonau)
  • 1913: Bohr yn meintioli cynnig orbitol yr electron.
  • 1915: Sommerfeld yn cyflwyno rheolau newydd, gan gyffredinoli dulliau meintioli.

Ond o 1924 ymlaen y gosododd theori cwantwm, fel rydyn ni'n ei hadnabod nawr, y seiliau. Ar y diwrnod hwn, datblygodd Louise de Broggie theori tonnau mater. Y flwyddyn ganlynol, cymerodd Heinsburg yr awenau, llunio mecaneg matrics, ac yna cynigiodd Dirac theori arbennig perthnasedd ym 1927. Hyd at 1982, pan gwblhaodd Sefydliad Opteg Orsay ei ymchwiliad i dorri anghydraddoldeb Bell, parhaodd y darganfyddiadau hyn un ar ôl y llall. .

Egwyddorion ffiseg cwantwm

Damcaniaeth cwantwm

Ymhlith y darganfyddiadau mwyaf diddorol rydyn ni'n eu darganfod:

  • Deuoliaeth gronynnau tonnau
  • Egwyddor cyflenwoldeb
  • Dechrau ansicrwydd

Deuoliaeth gronynnau tonnau

O'r blaen, dim ond ffiseg glasurol oedd yn bodoli. Rhannwyd hyn yn ddau grŵp o ddeddfau:

  • Deddfau Newton
  • Deddfau Maxwell

Mae'r set gyntaf o ddeddfau yn disgrifio mudiant a dynameg gwrthrychau mecanyddol, tra bod yr ail set o ddeddfau yn disgrifio'r tueddiadau a'r cysylltiadau rhwng pynciau sy'n rhan o feysydd electromagnetig: tonnau ysgafn a radio, Er enghraifft.

Mae rhai arbrofion yn dangos y gellir meddwl am olau fel ton. Ond nid ydyn nhw wedi'u cadarnhau. Ar y llaw arall, mae gan olau natur gronynnau (o Einstein a Planck) ac, felly, mae'r syniad ei fod yn cynnwys ffotonau wedi ennill mwy a mwy o gyfreithlondeb. Diolch i Bohr deallwyd bod natur mater ac ymbelydredd:

  • Ei gwneud hi'n don
  • Ei wneud yn gorff

Nid oedd yn bosibl meddwl o un safbwynt neu'r llall mwyach, ond o safbwynt cyflenwol. Nid yw egwyddor gyflenwol Bohr ond yn pwysleisio'r pwynt hwn, hynny yw, mae gan ffenomenau sy'n digwydd ar y raddfa atomig briodweddau deuol tonnau a gronynnau.

Egwyddor ansicrwydd Heinsenberg

Fel y soniasom yn gynharach ym 1927, dangosodd Heinsenberg fod parau penodol o feintiau corfforol, megis cyflymder a safle, ni all gofrestru ar yr un pryd heb gamgymeriad. Gall cywirdeb effeithio ar un o'r ddau fesuriad, ond nid y ddau ar yr un pryd, oherwydd bydd ffenomenau fel cyflymder yn effeithio ar y canlyniad mesur arall ac yn annilysu'r mesuriad.

I ddod o hyd i'r electron, mae angen goleuo ffoton. Po fyrraf tonfedd y ffoton, y mwyaf cywir yw mesur lleoliad yr electron. Mewn ffiseg cwantwm, mae amledd tonnau isel ffotonau yn cario mwy o egni a chyflymder nag y mae electronau'n ei amsugno. Ar yr un pryd, ni ellir pennu'r mesuriadau hyn.

Gobeithio y gallwch ddysgu mwy am beth yw ffiseg cwantwm a beth yw ei nodweddion gyda'r wybodaeth hon.


Mae cynnwys yr erthygl yn cadw at ein hegwyddorion moeseg olygyddol. I riportio gwall cliciwch yma.

Bod y cyntaf i wneud sylwadau

Gadewch eich sylw

Ni fydd eich cyfeiriad e-bost yn cael ei gyhoeddi. Meysydd gofynnol yn cael eu marcio â *

*

*

  1. Yn gyfrifol am y data: Miguel Ángel Gatón
  2. Pwrpas y data: Rheoli SPAM, rheoli sylwadau.
  3. Cyfreithlondeb: Eich caniatâd
  4. Cyfathrebu'r data: Ni fydd y data'n cael ei gyfleu i drydydd partïon ac eithrio trwy rwymedigaeth gyfreithiol.
  5. Storio data: Cronfa ddata wedi'i chynnal gan Occentus Networks (EU)
  6. Hawliau: Ar unrhyw adeg gallwch gyfyngu, adfer a dileu eich gwybodaeth.