Kaj je kvantna fizika?

THE Fizikakvantna, poznan tudi kot kvantna mehanika, je veliko področje študije, namenjeno analizi in opisu vedenje fizičnih sistemov zmanjšanih dimenzij, ki so blizu velikosti molekul, atomi in delcevsubatomsko.

Skozi kvantno fiziko je bilo mogoče razumeti mehanizme razpada radioaktivni, zaradi emisije in absorpcije svetlobe z atomi, iz proizvodnje Rentgenski žarki, od fotoelektrični učinek, električne lastnosti polprevodnikov itd.

Poglejtudi: Sodobna fizika

Kvantna fizika za lutke

ko smo vstopili v lestvica atomov in molekul, ob zakoni makroskopske fizike, ki so popolnoma sposobni opisati stanja gibanja teles, ki jih dnevno vidimo okoli sebe zastarela in nesposobna za določitev fizikalnih količin, povezanih s tako majhnimi delci.

V kvantnem svetu se zgodi, da zakoni fizike niso več deterministično, to pomeni, da ne morejo natančno napovedati, kje je nek predmet ali s kakšno hitrostjo: tu ni nič določeno, meritve, pridobljene iz kvantnih sistemov, so izražene v kvote.

Trenutno imamo merilne sisteme, ki nam omogočajo natančno določanje položaja predmeta. Vendar tudi z najnaprednejšimi tehnologijami na primer ne bi mogli določiti natančnega položaja atoma. To

nezmožnost ni povezane ločljivosti naprave ali spretnosti inštrumentarja, vendar ja do same narave kvantne fizike.

Poglejtudi:Standardni model fizike delcev

tale narave kvantne fizike se skozi čas kaže kot resnična neznano, dolgo časa napačno razumljen, zaradi česar so številni fiziki na koncu postavili pod vprašaj, mu dali različne interpretacije ali celo popolnoma zanikali. Vendar pa je prispeval tudi k ustvarjanju več mitov in prepričanj okoli koncepta kvantne fizike.

Čeprav se zdi "čudno", je kvantna mehanika ena najuspešnejših teorij v fiziki, vendar je natančnost rezultatov, ki jih ta teorija doseže, zastrašujoča. Trenutno se imenuje najbolj priljubljena in sprejeta interpretacija kvantne mehanike Razlaga v Københavnu, ki so ga razvila nekatera največja znanstvena imena, kot npr NielsBohr,MaksRojen,WolfgangPauli,WernerHeisenberg in drugi.

Interpretacija v Københavnu je bila utrjena med konferenco Solvay. [1]

V skladu s to razlago imajo vsi kvantni sistemi a valovna funkcija, ki jih opisuje popolnoma. Ta valovna funkcija je kompleksen in virtualni matematični izraz (brez lastne resničnosti), iz katerega je mogoče izvleči vse informacije v tem sistemu.

Rezultati, pridobljeni na podlagi valovnih funkcij, so verjetnost, da je nekaj opaziti ali da najdemo atom na določeni energijski ravni. Kljub temu so lahko verjetnosti, da atom povzroči radioaktivno emisijo, ali da a nevtron pretvorijo v nevtron in a elektrona. Možnosti je ogromno.

Izziv za fizike je najti valovno funkcijo sistema, kar pa ni enostavno - treba je rešiti eno ali več. enačbevSchrodinger, ta enačba povezuje energije kinetika in potencial kvantnih sistemov.

Poglejtudi:Einstein in atomska bomba

Aplikacije kvantne fizike

S pomočjo kvantne fizike je mogoče razumeti

• svetlobne emisije atomov;

• pojave radioaktivni razpad;

• delovanje Laser, fotoelektrični učinek;

• privlačnost med nevtroni in protoni v atomsko jedro;

• standardni model fizika delcev;

• dvojnost valov-delcev;

• vsi zakoni klasične fizike, ki jih poznamo (saj so zakoni kvantne mehanike bolj splošni, saj lahko izhajajo iz zakonov, ki urejajo naš klasični svet).

Delovanje laserja je bilo pridobljeno le s preučevanjem kvantne mehanike.

Izvor

Pojav sodobne kvantne fizike se je zgodil leta 1920, ko je nemški fizik MaksPlanck uspelo razložiti mehanizem izdaja črnega telesa in njegovo razmerje do bizarne napake v takratnih izračunih, imenovano ultravijolična katastrofa.

Izkazalo se je, da črna telesa, predmeti, ki lahko absorbirajo vse sevanje, ki je usmerjeno vanje, in ga ponovno oddajajo v obliki toplotnega sevanja, ga niso oddajali, kot je pričakovala sedanja elektromagnetna teorija. Za rešitev situacije je Max Planck predlagal, naj bo energija elektromagnetnega polja kvantizirano, to je razdeljeno na majhne svežnje energije, ki se bodo nekoliko pozneje imenovali fotoni - ti koliko energije.

Planckova interpretacija sevanja črnih teles ni bila dobro sprejeta (ali tudi on sam), vendar je nekaj let kasneje Albert Einsteinuporabil isti argument in uspel razložiti fotoelektrični učinek.

Leta 1905 je Einstein objavil vrsto člankov, ki so datum označili kot "čudežno leto fizike", toda njegovo priznanje je prinesla njegova Nobelova nagrada za fiziko, ker je razložil mehanizem, ki stoji za fotoelektričnost. Einstein je zaključil, da se svetloba obnaša kot delček in kot val. To vedenje je postalo znano kot dvojna narava svetlobe.

Poglejtudi: temeljne naravne sile

Leta 1924 je bil na vrsti LouisvBroglieprispevajo k kvantni mehaniki. De Broglie je v svoji doktorski nalogi objavil, da imajo kvantni delci tudi valovna dolžina, pa tudi svetloba in bi zato morali pod določenimi pogoji predstavljati valovanje.

Francoski fizik je napovedal, da bi elektroni morali imeti interferenčni vzorec, kadar so izpostavljeni poskusu z dvojno režo, tako kot valovi. Leta 1927 je njegovo hipotezo potrdil Davisson-Germerjev poskus: je bil ustanovljen dvojnost vmes val in snov.

Razlog za dvojno obnašanje snovi je ostal neznan do leta 1927 WernerHeisenberg izpostavil fizikalni princip, ki izhaja iz matematičnih lastnosti kvantne teorije. Po tem načelu, znanem kot načelo negotovosti, obstajajo pari spremenljivk, ki jih ni bilo mogoče izmeriti hkrati s popolno natančnostjo. Te spremenljivke se imenujejo konjugirane spremenljivke.

položaj in hitrostna primer so fizikalne veličine, ki jih v kvantnem svetu ni mogoče določiti s popolno natančnostjo: če z veliko natančnostjo poznamo hitrost atoma, popolnoma smo izgubili natančnost v svojem položaju, podobno, če bi lahko izmerili hitrost atoma, ne bi mogli vedeti, kakšen je njegov položaj v istem položaju takoj.

Da bi razumeli načelo negotovosti, samo pomislite, kako stvari vidimo: svetloba, ki izhaja iz predmetov, mora doseči naše oči, tako da te informacije prevajajo naši možgani. Z drugimi besedami, da bomo videli, kar potrebujemo izmenjujte fotone z okolico. V primeru atomov in delcev je to bolj resno, kot se sliši: predstavljajte si, da želite vedeti, kje je atom, in to storiti, kar bi potrebovali oddajajo foton proti sebi, toda pri tem bi atom zaradi trka pospešil hitrost, zato ne bi mogli več vedeti, kje je. je.

Zato nam načelo negotovosti omogoča, da nekoliko bolje razumemo snov dualnosti valov: v kvantnem svetu fizikalne veličine se obnašajo nedeterministično, kot da bi bile valovi, katerih amplitude so v resnici kvote.

Poglejtudi:Jedrska fizika

Kvantna fizika, duhovnost in psevdoznanost

Dandanes je običajno brati oglase za tečaje, čudežna zdravila, revolucionarne izdelke in terapije nezmotljivosti, molitve za privabljanje denarja in celo metode zdravljenja z izrazi, ki se nanašajo na fiziko kvantna.

Vendar je treba poudariti, da v nobenem od teh primerov ni neposredne povezave z znanjem, ki je bilo rezultat raziskav v kvantni fiziki. Pravzaprav so a odtujitve, kar je bilo mogoče le po zaslugi nevednost velikega dela prebivalstva, ko gre za sodobno in sodobno fiziko.

Razumevanje kvantne fizike vključuje obvladovanje velikega matematični formalizem in veliko znanja iz fizike, algebre, geometrije, elektrodinamike itd. Zato je potrebno veliko let študija, da ga razumemo na način, ki je po akademskih standardih minimalno sprejemljiv.

Res je tudi, da veliko ljudi verjame, da njihove prakse temeljijo na kvantni pojavi, in nenavadno je najti pričevanja ljudi, ki so se počutili bolje, ko so se zatekli k tem dejanjem. Lahko pa navedemo razloge, ki verjamejo v učinkovitost tako imenovanih kvantnih praks:

• Kvantni pojavi postanejo relevantni in opazni šele na atomski lestvici. Po določeni velikosti se vse začne obnašati v skladu s klasično fiziko, fiziko makroskopske lestvice.

• Koristi, ki jih imajo ljudje, ki kupujejo izdelke ali začnejo opravljati neko vrsto povezane dejavnosti v "eksperimentih" lahko opazimo v nekaterih poskusih, v katerih opazimo izboljšave pri bolnikih, zdravljenih z placebo. Ti učinki se zgodijo, ker bolniki verjamejo, da so boljši, in se z njimi pogojujejo.

Zaradi velikega pomanjkanja znanja o resničnem pomenu besede kvantna, je naravno, da to vključuje mističnost, zaradi česar ga vidimo pogosto uporabljenega v najverjetnejših okoliščinah: motivacijska predavanja, tečaji treniranje kvant, kvantne molitve, kvantna kozmetika, kvantne kure itd.

Kljub temu da so zelo različni, imajo vsi ti oglasi nekaj skupnega: so psevdoznanstvene in večinoma ciljajo na dobiček. Zato jih v nekaterih primerih lahko imenujemo nadrilekarstvo, katerega cilj je doda vrednost in zanesljivost za izdelke, storitve ali običajne običaje v bistvu.

Ko opazite uporabo zelo abstraktnih konceptov v malo verjetnih kontekstih, nezaupanje in poskušajte iskati informacije iz zanesljivih virov, kot so uveljavljena izobraževalna spletna mesta, strani, povezane z izobraževalnimi ustanovami ali znanstveni članki. THE informacije to je edini način za preprečevanje prevar, šarlatanizma in drugih vrst prepričanj, ki nepravilno uporabljajo ime področij znanja, ki so posvečena, a jih pozna le redko.

Poglejtudi:Teorija strun

Knjige

Če vas zanima boljše razumevanje delovanja kvantne fizike, vendar ste laik ali bi se radi posvetovali z viri zaupate na tem področju fizike, si oglejte nekaj knjig, ki vam bodo pomagale bolje razumeti čuden svet kvant:

• kvantna skrivnost - Andrés Cassinello in José Luiz Sánchez Gomez

• Razumevanje kvantne teorije: Slikanica - JP McEvoy in Oscar Zarate

• elegantno vesolje -Brian Greene

• Quantum Enigma: Iskanje fizike z zavestjo - Charles Townes

[1] Zasluge za slike: Benjamin Couprie, Institut International de Physique de Solvay / Wikimedia Commons.

Jaz, Rafael Helerbrock

Vir: Brazilska šola - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-fisica-quantica.htm