Квантова механика
From Wikipedia, the free encyclopedia
Квантовата механика е фундаментална физична теория, раздел от теоретичната физика, описващ поведението на елементарните частици и физичните явления, съпоставими по големина с константата на Планк. В микросвета квантовата механика замества класическата механика на Нютон и теорията на електромагнетизма, защото те не съумяват да обяснят наблюдаваните явления на атомно и субатомно ниво: предсказанията им се отличават съществено от предсказанията на квантовата механика. Като правило квантовите ефекти се наблюдават само при микроскопични мащаби, а класическата механика е валидна при макроскопични мащаби. Квантовата механика успешно описва и обяснява основните свойства и поведението на атомите, молекулите, йоните, кондензираните среди, електроните и фотоните. На свой ред квантовата механика представлява нерелативистко приближение на квантовата теория на полето.
Серия статии на тема Квантова механика |
Основни понятия
Вълнова функция ⋅ Квантово състояние ⋅ Квантово заплитане ⋅ Съотношение на неопределеност на Хайзенберг ⋅ Корпускулярно-вълнов дуализъм ⋅ Принцип на Паули ⋅ Принцип на съответствието ⋅ Константа на Планк ⋅ Квант ⋅ Тунелен преход ⋅ Квантова суперпозиция
Теории
Експерименти
Статистики
Физици
Макс Планк · Луи дьо Бройл · Ервин Шрьодингер · Вернер Хайзенберг · Нилс Бор · Волфганг Паули · Макс Борн · Пол Дирак · Джон фон Нойман · Алберт Айнщайн · Дейвид Бом · Ричард Файнман · Хю Еверет · Юджин Уигнър
|
Квантовата механика работи със следните основни понятия: състояние, уравнение на Шрьодингер, уравнение на фон Нойман, уравнение на Хайзенберг и уравнение на Паули. Те са свързани с различни раздели на математиката – теория на вероятностите, функционален анализ, векторен анализ, теория на групите и други.
Математическата функция, наречена вълнова функция, предоставя информация за вероятността на местоположението, скоростта и други физични свойства на частиците. Математическите действия с вълновата функция обикновено изискват разбиране на комплексните числа и линейните функционали. Тази функция третира обекта като квантов хармоничен осцилатор, което математически е равносилно на описанието на акустичен резонанс. Квантовата механика дава възможност за много по-динамични, хаотични възможности.
Най-ранните версии на квантовата механика са формулирани през първото десетилетие на XX век. По същото време корпускулярната теория на светлината и атомната теория (актуализирани от Айнщайн) за пръв път са широко приети като научен факт. Основите на квантовата механика са формулирани по нов начин в средата на 1920 година от Вернер Хайзенберг, Макс Борн, Волфганг Паули и техните сътрудници, а тълкуването на Нилс Бор в Копенхаген се приема повсеместно. До 1930 г. квантовата механика се обогатява допълнително с работите на Пол Дирак и Джон фон Нойман, като се акцентира на измерването, статистическия характер на нашето знание за действителността и философските разсъждения за ролята на наблюдателя. В средата и края на XX век се появяват много нови дисциплини, основани на квантовата механика – квантова химия, квантова електроника, квантова оптика и други.