Квантовая механика - это раздел физики, относящийся к микромиру.
Это приводит к некоторым странным выводам о физическом мире. В масштабе атомов и электронов многие из уравнений классической механики, которые описывают, как вещи движутся с повседневными размерами и скоростями, перестают быть актуальными. В классической механике объекты существуют в определенном месте в определенное время. Однако в квантовой механике объекты вместо этого существуют в дымке вероятности; у них есть определенный шанс оказаться в точке A, еще один шанс оказаться в точке B и так далее.
Три революционных принципа
Квантовая механика (КМ) развивалась в течение многих десятилетий, начиная с ряда спорных математических объяснений экспериментов, которые математика классической механики не могла объяснить. Это началось на рубеже 20-го века, примерно в то же время, когда Альберт Эйнштейн опубликовал свою теорию относительности , отдельную математическую революцию в физике, которая описывает движение вещей на высоких скоростях. Однако, в отличие от теории относительности, происхождение КМ нельзя отнести ни к одному ученому. Скорее, многочисленные ученые внесли свой вклад в фундамент трех революционных принципов, которые постепенно получили признание и экспериментальную проверку между 1900 и 1930 годами. Это:
Квантованные свойства. Некоторые свойства, такие как положение, скорость и цвет, иногда могут встречаться только в определенных заданных количествах, подобно циферблату, который «щелкает» от номера к номеру. Это поставило под сомнение фундаментальное предположение классической механики, в котором говорилось, что такие свойства должны существовать в гладком, непрерывном спектре. Чтобы описать идею о том, что некоторые свойства «щелкают» как циферблат с конкретными настройками, ученые придумали слово «квантованный».
Частицы света: свет иногда может вести себя как частица. Первоначально это было встречено с резкой критикой, поскольку это противоречило 200-летним экспериментам, показывающим, что свет ведет себя как волна; очень похоже на рябь на поверхности спокойного озера. Свет ведет себя аналогичным образом в том смысле, что он отражается от стен и огибает углы, а гребни и впадины волны могут складываться или уменьшаться. Добавленные гребни волн дают более яркий свет, в то время как волны, которые подавляют, производят темноту.
Волны материи: Материя также может вести себя как волна. Это противоречило примерно 30 годам экспериментов, показывающих, что вещество (например, электроны) существует в виде частиц.