고등학교에서 우리는 물리학을 공부하는 데 익숙합니다. 그러나 아마도 모든 사람이 익숙하지 않은 유형의 물리학이 있습니다. 에 대한 것입니다. 양자 물리학. 많은 사람들이 양자 물리학이 무엇인지 모릅니다. 그것은 우리 주변의 우주에 대한 우리의 생각에 혁명을 일으킬 수 있는 매우 논쟁적이고 매혹적인 주제입니다. 물질의 거동을 설명하고 일상 생활에 여러 가지 응용을 하는 것은 물리학 이론입니다.
따라서이 기사에서는 양자 물리학이 무엇이며 그 특성이 무엇인지 알려 드리겠습니다.
양자 물리학이란
양자 물리학은 양자 또는 기계 이론이라고도 합니다. 그것은 길이의 규모와 원자 및 아원자 에너지 현상에 중점을 둔 기계 이론에 기반을 두고 있기 때문에 이제는 구식으로 간주되는 이전 이론에 새 생명을 부여합니다.
고전 물리학과 양자 물리학의 차이점은 무엇입니까? 후자는 복사와 물질을 이중 현상으로 설명합니다. 파도와 입자. 따라서 파동-입자 이중성은 이 역학의 특징 중 하나로 간주될 수 있다. 파동과 입자 사이의 관계는 두 가지 원칙을 통해 연구되고 확인됩니다.
- 상보성의 원리
- 하이젠베르크의 불확정성 원리(후자는 전자를 공식화함).
상대성 이론의 발견과 고전 물리학의 탄생 이후에 우리는 확실히 확신할 수 있습니다. 이러한 통찰력은 현대 물리학이라는 새로운 시대를 열었습니다. 양자 역학을 종합적으로 연구하려면 서로 다른 물리학 분야 간의 통합이 필요합니다.
- 원자 물리학
- 물리적 입자
- 물질의 물리학
- 핵 물리학
어디서 생겼
고전물리학 XNUMX세기 후반에는 미시적 수준에서 물질을 연구할 수 없었고, 원자 측정의 범위를 넘어선다고 할 수 있습니다. 따라서 실험적 현실, 특히 빛과 전자와 관련된 현상을 연구하는 것은 불가능합니다. 그러나 사람들은 항상 더 멀리 가고 싶어하고 그의 타고난 호기심은 그를 더 많이 탐험하게 만듭니다.
XNUMX세기 초 원자 규모에서 나온 발견은 오래된 가정에 도전했습니다. 양자 이론은 XNUMX세기 초 학자 막스 플랑크가 만든 용어 덕분에 탄생했습니다. 기본 개념은 일부 물리적 시스템의 미시적 크기와 양이 불연속적이지만 불연속적으로 변할 수도 있다는 것입니다.
이러한 결론에 도달할 수 있었던 연구와 연구는 다음과 같습니다.
- 1803년: 원자를 분자의 구성 요소로 인식
- 1860년: 주기율표는 화학적 특성에 따라 원자를 그룹화합니다.
- 1874년: 전자와 핵의 발견
- 1887년: 자외선에 대한 연구
마지막 날짜는 주요 구분선을 표시할 수 있습니다. 임계값 이하의 복사 주파수에서는 전자기 복사와 물질 간의 상호 작용 현상(광전 효과)이 사라집니다. 광전 효과로 인해 전자의 에너지는 전자기 복사의 주파수에 비례합니다. Maxwell의 파동 이론은 더 이상 특정 현상을 설명하기에 충분하지 않습니다.
양자 이론
양자 물리학의 탄생에 기여한 요인을 요약하기 위해 양자 역학의 역사를 추적하는 데 사용된 발견 및 지식과 관련된 더 중요한 날짜를 나열할 수 있습니다.
- 1900: 플랑크 XNUMX세그것은 에너지가 정량화되고, 흡수되고, 방출된다는 아이디어를 소개합니다.
- 1905: 아인슈타인 광전 효과를 나타냅니다(전자기장의 에너지는 빛의 양자(광자)에 의해 전달됩니다.
- 1913: 보어 전자의 궤도 운동을 정량화합니다.
- 1915: 좀머펠트 정량화 방법을 일반화하는 새로운 규칙을 도입합니다.
그러나 우리가 지금 알고 있는 양자 이론이 기초를 놓은 것은 1924년부터였습니다. 이날 Louise de Broggie는 물질 파동 이론을 개발했습니다. 이듬해 하인스부르크가 인수하여 행렬 역학을 공식화하고 디랙이 1927년 특수 상대성 이론을 제안했습니다. 1982년 오르세 광학 연구소가 벨 부등식의 위반에 대한 조사를 완료할 때까지 이러한 발견은 잇따라 계속되었습니다. .
양자 물리학의 원리
우리가 발견한 가장 매혹적인 발견들:
- 파동 입자 이중성
- 상보성의 원리
- 불확실성의 시작
파동 입자 이원론
이전에는 고전 물리학만 존재했습니다. 이것은 두 가지 법률 그룹으로 나뉩니다.
- 뉴턴의 법칙
- 맥스웰의 법칙
첫 번째 법칙 세트는 기계적 물체의 운동과 역학을 설명하고 두 번째 법칙 세트는 전자기장의 일부인 주제 간의 경향과 연결을 설명합니다. 빛과 전파예를 들면.
일부 실험은 빛을 파동으로 생각할 수 있음을 보여줍니다. 그러나 그들은 확인되지 않았습니다. 반면에 빛은 입자의 성질을 가지고 있으므로(아인슈타인과 플랑크에서) 빛이 광자로 구성되어 있다는 생각이 점점 더 정당성을 갖게 되었습니다. 보어 덕분에 물질과 방사선의 성질은 다음과 같다는 것이 이해되었습니다.
- 파도를 만들어
- 몸으로 만들어라
더 이상 하나의 관점이나 다른 관점에서 생각하는 것이 가능하지 않고 보완적인 관점에서 생각하는 것이 가능했습니다. 보어의 보완 원리는 이 점만을 강조합니다. 즉, 원자 규모에서 일어나는 현상은 파동과 입자의 이중적 성질을 갖는다.
하인젠베르크 불확정성 원리
1927년 초반에 언급했듯이 Heinsenberg는 속도와 위치와 같은 물리량의 특정 쌍이 오류 없이 동시에 등록할 수 없음. 정확도는 두 측정 중 하나에 영향을 미칠 수 있지만 동시에 둘 다에 영향을 줄 수는 없습니다. 속도와 같은 현상이 다른 측정 결과에 영향을 미치고 측정을 무효화하기 때문입니다.
전자를 찾으려면 광자를 비추는 것이 필요합니다. 광자의 파장이 짧을수록 전자 위치를 더 정확하게 측정할 수 있습니다. 양자 물리학에서 광자의 낮은 파동 주파수는 전자가 흡수하는 것보다 더 많은 에너지와 속도를 전달합니다. 동시에 이러한 측정값을 결정할 수 없습니다.
이 정보를 통해 양자 물리학이 무엇이고 그 특성이 무엇인지에 대해 더 많이 알 수 있기를 바랍니다.