Класическата физика, съществувала преди изобретяването на квантовата механика, описва природата в обикновен (макроскопичен) мащаб. Повечето теории в класическата физика могат да бъдат изведени като приближения, работещи в скали, които са ни познати. Квантовата физика(тя е също квантова механика) се различава от класическа наукафактът, че енергия, импулс, ъглов момент и други величини свързана системаограничен до дискретни стойности (квантуване). Обектите имат специални характеристикикакто под формата на частици, така и под формата на вълни (дуалност на вълновите частици). Също така в тази наука има граници на точността, с която могат да бъдат измерени количествата (принципът на неопределеността).
Можем да кажем, че след появата на квантовата физика в точни наукиАх, настъпи един вид революция, която даде възможност да се преразгледат и анализират всички стари закони, които преди това се смятаха за неизменни истини. Добре ли е или лошо? Може би е добре, защото истинската наука никога не трябва да стои неподвижна.
„Квантовата революция“ обаче се превърна в своеобразен удар за физиците старата школакоито трябваше да се примирят с факта, че това, в което са вярвали преди, се оказа просто набор от погрешни и архаични теории, които се нуждаят от спешна ревизия и адаптиране към нова реалност. Повечето физици приеха с ентусиазъм тези нови идеи за една добре позната наука, давайки своя принос за нейното изучаване, развитие и прилагане. Днес квантовата физика определя динамиката на цялата наука като цяло. Разширени експериментални проекти (като Големия адронен колайдер) възникнаха именно благодарение на нея.
Отваряне
Какво ще кажете за основите на квантовата физика? Постепенно се появи от различни теории, предназначени да обяснят явления, които не биха могли да бъдат съвместими с класическа физика, например решението на Макс Планк през 1900 г. и неговия подход към проблема с радиацията на много научни проблеми, както и съответствието между енергия и честота в статията на Алберт Айнщайн от 1905 г., обясняваща фотоелектричните ефекти. Ранната теория на квантовата физика е ревизирана основно в средата на 20-те години от Вернер Хайзенберг, Макс Борн и други. Съвременна теорияформулирани в различни специално разработени математически концепции. В един от тях аритметична функция(или вълнова функция) ни дава изчерпателна информация за вероятностната амплитуда на местоположението на импулса.
Научно изследваневълновата същност на светлината започва преди повече от 200 години, когато великият и признат учени от товавреме те предложиха, развиха и доказаха теорията за светлината въз основа на собствените си експериментални наблюдения. Наричаха го вълна.
През 1803 г. известният английски учен Томас Йънг провежда известния си двоен експеримент, в резултат на което написва известната работа „За природата на светлината и цвета“, която изиграва огромна роля във формирането модерни идеиза тези познати на всички ни явления. Този експеримент се играе жизненоважна роляобщото приемане на тази теория.
Такива експерименти често се описват в различни книги, например „Основи на квантовата физика за манекени“. Съвременни експериментис овърклок елементарни частици, например, търсенето на бозона на Хигс в Големия адронен колайдер (съкратено LHC) се извършва именно с цел да се намери практическо потвърждениемного чисто теоретични квантови теории.
История
През 1838 г. Майкъл Фарадей открива катодните лъчи за радост на целия свят. Тези сензационни проучвания бяха последвани от изявление по проблема за така нареченото излъчване на „черно тяло“ (1859), направено от Густав Кирхоф, както и известното предположение на Лудвиг Болцман, че енергийните състояния на всеки физическа системаможе да бъде и дискретна (1877). Едва тогава се появява квантовата хипотеза, развита от Макс Планк (1900 г.). Смята се за една от основите на квантовата физика. Смелата идея, че енергията може да бъде едновременно излъчвана и абсорбирана в дискретни „кванти“ (или пакети от енергия) съвпада точно с наблюдаваните модели на излъчване на черно тяло.
Алберт Айнщайн, известен в целия свят, има голям принос в квантовата физика. Впечатлен от квантовите теории, той развива своя собствена. Обща теорияотносителност - така се казва. Откритията в квантовата физика също оказват влияние върху развитието специална теорияотносителност. Много учени през първата половина на миналия век започнаха да изучават тази наука по предложение на Айнщайн. Тогава беше напреднала, всички я харесваха, всички се интересуваха от нея. Не е изненадващо, тъй като покрива толкова много „дупки“ в класиката физическа наука(въпреки че тя създаде и нови), предложи научна основа за пътуване във времето, телекинеза, телепатия и паралелни светове.
Ролята на наблюдателя
Всяко събитие или състояние зависи пряко от наблюдателя. Обикновено така се обясняват накратко основите на квантовата физика на хора, далеч от точните науки. В действителност обаче всичко е много по-сложно.
Това пасва идеално на много окултни и религиозни традиции, които от незапомнени времена настояват върху способността на хората да влияят на събитията около тях. В известен смисъл това е и основата за научно обяснениеекстрасензорно възприятие, защото сега не изглежда абсурдно твърдението, че човек (наблюдател) е в състояние да влияе на физическите събития със силата на мисълта.
всеки нетна стойностна наблюдаваното събитие или обект съответства на собствения вектор на наблюдателя. Ако спектърът на оператора (наблюдателя) е дискретен, наблюдаваният обект може да постигне само дискретни собствени стойности. Тоест обектът на наблюдение, както и неговите характеристики, се определят изцяло от този оператор.
За разлика от конвенционалната класическа механика (или физика), не могат да се правят едновременни прогнози на конюгирани променливи като позиция и импулс. Например, електроните могат (с известна вероятност) да се намират приблизително в определен регион на пространството, но тяхното математически точно местоположение всъщност е неизвестно.
Контури на постоянна плътност на вероятността, често наричани "облаци", могат да бъдат начертани около ядрото на атом, за да се концептуализира къде може да се намира електрон с най-вероятно. Принципът на неопределеността на Хайзенберг доказва невъзможността за точно локализиране на частица, като се има предвид нейният спрегнат импулс. Някои модели в тази теория са от чисто абстрактен изчислителен характер и не предполагат практическо значение. Те обаче често се използват за изчисляване сложни взаимодействияна нивото на други фини материи. В допълнение, този клон на физиката позволи на учените да приемат възможността за реалното съществуване на много светове. Може би скоро ще можем да ги видим.
Вълнови функции
Законите на квантовата физика са много обширни и разнообразни. Те се припокриват с идеята за вълнови функции. Някои специални създават разпространение на вероятности, което по своята същност е постоянно или независимо от времето, например, когато в стационарна позиция на енергия времето изглежда изчезва във връзка с вълновата функция. Това е един от ефектите на квантовата физика, който е основен за нея. Интересен факт е, че феноменът на времето е радикално преразгледан в тази необичайна наука.
Теория на смущенията
Има обаче няколко надеждни начина за разработване на решенията, необходими за работа с формулите и теориите в квантовата физика. Един такъв метод, известен като "теория на смущенията", използва аналитичен резултатза елементарен квантовомеханичен модел. Създаден е, за да донесе резултатите от експериментирането, за да се развият още повече сложен модел, което е свързано с по-опростен модел. Ето как се получава рекурсията.
Този подход е особено важен на теория квантов хаос, който е изключително популярен за тълкуване на различни събития в микроскопичната реалност.
Правила и закони
Правилата на квантовата механика са фундаментални. Те твърдят, че пространството за разгръщане на една система е абсолютно фундаментално (има скаларно произведение). Друго твърдение е, че ефектите, наблюдавани от тази система, са в същото време уникални оператори, влияещи върху векторите в същата тази среда. Те обаче не ни казват в кое хилбертово пространство или кои оператори съществуват този момент. Те могат да бъдат избрани съответно за получаване количествено описаниеквантова система.
Значение и влияние
От създаването на тази необичайна наука много контраинтуитивни аспекти и резултати от изучаването на квантовата механика провокираха много философски дебати и много интерпретации. Дори фундаментални въпроси, като правилата за изчисляване на различни амплитуди и вероятностни разпределения, заслужават уважение от обществеността и много водещи учени.
Например, веднъж той тъжно отбеляза, че изобщо не е сигурен, че някой учен изобщо разбира квантовата механика. Според Стивън Уайнбърг в момента няма интерпретация на квантовата механика, която да устройва всички. Това предполага, че учените са създали „чудовище“, чието съществуване самите те не са в състояние да разберат и обяснят напълно. Това обаче по никакъв начин не вреди на актуалността и популярността на тази наука, а привлича към нея млади специалисти, които искат да решават наистина сложни и неразбираеми проблеми.
В допълнение, квантовата механика ни принуди напълно да преразгледаме обектива физични закониВселена, която не може да не радва.
Тълкуване от Копенхаген
Според това тълкуване, стандартна дефиницияпричинно-следствена връзка, известна ни от класическа физика, не се нуждаят повече. Според квантовите теории причинно-следствената връзка в нашето обичайно разбиране изобщо не съществува. Всички физични явления са обяснени в тях от гледна точка на взаимодействието на най-малките елементарни частици на субатомно ниво. Тази област, въпреки привидната си невероятност, е изключително обещаваща.
Квантова психология
Какво може да се каже за връзката между квантовата физика и човешкото съзнание? Това е красиво написано в книга, написана от Робърт Антон Уилсън през 1990 г., наречена Квантова психология.
Според теорията, изложена в книгата, всички процеси, протичащи в нашия мозък, се определят от законите, описани в тази статия. Тоест, това е един вид опит да се адаптира теорията на квантовата физика към психологията. Тази теория се счита за паранаучна и не се признава от академичната общност.
Книгата на Уилсън е забележителна с факта, че той предоставя набор от различни техникии практици, които в една или друга степен доказват неговата хипотеза. По един или друг начин, читателят трябва сам да реши дали вярва или не в валидността на подобни опити за прилагане на математически и физически моделикъм хуманитарните науки.
Книгата на Уилсън беше възприета от някои като опит да се оправдае мистичното мислене и да се обвърже с научно доказани новомодни формулировки на физиката. Тази много нетривиална и блестяща работа остава търсена повече от 100 години. Книгата се издава, превежда и чете по целия свят. Кой знае, може би с развитието на квантовата механика отношението ще се промени научна общносткъм квантовата психология.
Заключение
Благодарение на това прекрасна теория, която скоро се превърна в отделна наука, успяхме да изследваме заобикалящата реалностна ниво субатомни частици. Това е най-малкото ниво от всички възможни, напълно недостъпно за нашето възприятие. Това, което физиците са знаели преди за нашия свят, се нуждае от спешна ревизия. Абсолютно всички са съгласни с това. Стана очевидно, че различни частицимогат да взаимодействат помежду си на напълно невъобразими разстояния, които можем да измерим само с помощта на сложни математически формули.
В допълнение, квантовата механика (и квантовата физика) е доказала възможността за съществуването на набор паралелни реалности, пътуване във времето и други неща, които през цялата история са били смятани само за съдба научна фантастика. Това несъмнено е огромен принос не само за науката, но и за бъдещето на човечеството.
За влюбени научна картинасвят, тази наука може да бъде както приятел, така и враг. Факт е, че квантова теорияотваря широки възможности за различни спекулации по паранаучни теми, както вече беше показано в примера на една от алтернативните психологически теории. Някои съвременни окултисти, езотерици и привърженици на алтернативни религиозни и духовни течения (най-често психокулти) се обръщат към теоретични конструкциитази наука, за да обоснове рационалността и истинността на своите мистични теории, вярвания и практики.
Това е безпрецедентен случай, когато прости спекулации на теоретици и абстрактни математически формулидоведе до истинското научна революцияи създадено нова наука, което зачеркна всичко, което беше известно преди. До известна степен квантовата физика опровергава законите на Аристотеловата логика, тъй като показва, че при избора на „или-или“ има още една (а може би и няколко) алтернативна възможност.
Ако внезапно осъзнаете, че сте забравили основите и постулатите на квантовата механика или дори не знаете какъв вид механика е това, тогава е време да опресните паметта си за тази информация. В крайна сметка никой не знае кога квантовата механика може да бъде полезна в живота.
Напразно се хилите и подигравате, като си мислите, че никога няма да ви се наложи да се занимавате с тази тема в живота си. В края на краищата, квантовата механика може да бъде полезна за почти всеки човек, дори и за тези, които са безкрайно далеч от нея. Например имате безсъние. За квантовата механика това не е проблем! Прочетете учебника преди лягане - и ще заспите дълбоко на третата страница. Или можете да наречете така страхотната си рок група. Защо не?
Шегата настрана, нека започнем сериозен квантов разговор.
Откъде да започна? Разбира се, като се започне от това какво е квант.
Квантов
Квантът (от латински quantum - „колко“) е неделима част от някакво физическо количество. Например, казват - квант светлина, квант енергия или квант поле.
Какво означава? Това означава, че просто не може да бъде по-малко. Когато казват, че някакво количество е квантувано, те го разбират дадена стойностприема редица специфични, дискретни стойности. По този начин енергията на електрона в атома се квантува, светлината се разпределя на „порции“, т.е. на кванти.
Самият термин "квантов" има много приложения. Квант на светлината ( електромагнитно поле) е фотон. По аналогия, квантите са частици или квазичастици, съответстващи на други полета на взаимодействие. Тук можем да си припомним известния бозон на Хигс, който е квант на полето на Хигс. Но все още няма да ходим в тези джунгли.
Квантова механика за манекени Как може механиката да бъде квантова?
Както вече забелязахте, в нашия разговор много пъти споменахме частиците. Може би сте свикнали с факта, че светлината е вълна, която просто се разпространява със скорост с . Но ако погледнете всичко от гледна точка квантов свят, тоест светът на частиците, всичко се променя до неузнаваемост.
Квантовата механика е раздел теоретична физика, компонент на квантовата теория, който описва физическите явления в реалността елементарно ниво– ниво на частиците.
Ефектът от такива явления е сравним по величина с константата на Планк и класическа механикаНютон и електродинамиката се оказаха напълно неподходящи за тяхното описание. Например според класическа теорияЕлектронът, който се върти с висока скорост около ядрото, трябва да излъчва енергия и в крайна сметка да падне върху ядрото. Това, както знаем, не се случва. Ето защо е изобретена квантовата механика - открити явлениябеше необходимо да се обясни по някакъв начин и се оказа точно теорията, в рамките на която обяснението беше най-приемливо и всички експериментални данни „се сближиха“.
Между другото! За нашите читатели вече има 10% отстъпка от
Малко история
Раждането на квантовата теория се случи през 1900 г., когато Макс Планк говори на среща на Германското физическо общество. Какво каза Планк тогава? И фактът, че излъчването на атомите е дискретно, и най-малката частенергията на това излъчване е равна на
където h - Константа на Планк, nu - честота.
Тогава Алберт Айнщайн, въвеждайки понятието „квант на светлината“, използва хипотезата на Планк, за да обясни фотоелектричния ефект. Нилс Бор постулира съществуването на стационарни условия в атома енергийни нива, а Луи дьо Бройл развива идеята за двойствеността на вълната и частицата, тоест, че частицата (корпускула) също има вълнови свойства. Шрьодингер и Хайзенберг се присъединяват към каузата и през 1925 г. е публикувана първата формулировка на квантовата механика. Всъщност квантовата механика далеч не е завършена теория, в момента се развива активно. Трябва също така да се признае, че квантовата механика, с нейните допускания, няма способността да обясни всички въпроси, пред които е изправена. Напълно възможно е тя да бъде заменена от по-напреднала теория.
По време на прехода от квантовия свят към света на познатите ни неща, законите на квантовата механика естествено се трансформират в законите на класическата механика. Можем да кажем, че класическата механика е специален случайквантовата механика, когато действието се развива в познатия ни и познат макросвят. Тук телата се движат спокойно в неинерциални отправни системи със скорост много по-ниска от скоростта на светлината и като цяло всичко наоколо е спокойно и ясно. Ако искате да знаете позицията на дадено тяло в координатна система, няма проблем; ако искате да измерите импулса, добре дошли.
Квантовата механика има съвсем различен подход към проблема. Той съдържа резултатите от измерването физични величиниимат вероятностен характер. Това означава, че при промяна на определена стойност са възможни няколко резултата, всеки от които има определена вероятност. Нека дадем пример: на масата се върти монета. Докато се върти, тя не е в някакъв вид определено състояние(heds-tails), но има само вероятността да се окаже в едно от тези състояния.
Ето че постепенно се приближаваме Уравнение на ШрьодингерИ Принцип на неопределеността на Хайзенберг.
Според легендата Ервин Шрьодингер през 1926 г., говорейки на научен семинар по темата за двойствеността на вълната и частицата, е бил критикуван от определен старши учен. Отказвайки да слуша по-възрастните си, след този инцидент Шрьодингер активно започва да развива вълновото уравнение за описание на частиците в рамките на квантовата механика. И го направи брилянтно! Уравнението на Шрьодингер (основното уравнение на квантовата механика) е:
Този видуравнения – едномерното стационарно уравнение на Шрьодингер – най-простото.
Тук x е разстоянието или координатата на частицата, m е масата на частицата, E и U са нейната обща сума и потенциална енергия. Решението на това уравнение е вълновата функция (psi)
Вълновата функция е друга фундаментална концепция в квантовата механика. И така, всяка квантова система, която е в някакво състояние, има вълнова функция, която описва това състояние.
Например, при решаване на едномерното стационарно уравнение на Шрьодингер, вълновата функция описва позицията на частицата в пространството. По-точно, вероятността за намиране на частица в определена точка в пространството.С други думи, Шрьодингер показа, че вероятността може да се опише с вълново уравнение! Съгласете се, трябваше да мислим за това преди!
Но защо? Защо трябва да се занимаваме с тези странни вероятности и вълнови функции, когато, изглежда, няма нищо по-просто от това просто да вземете и измерите разстоянието до частица или нейната скорост.
Всичко е много просто! Наистина, в макрокосмоса наистина е така - с рулетка измерваме разстояния с определена точност, а грешката на измерване се определя от характеристиките на уреда. От друга страна, можем почти точно да определим с око разстоянието до обект, например до маса. Във всеки случай ние точно разграничаваме позицията му в стаята спрямо нас и други обекти. В света на частиците ситуацията е коренно различна - ние просто физически нямаме инструменти за измерване, за да измерим точно необходимите количества. В крайна сметка измервателният уред влиза в пряк контакт с измервания обект, а в нашия случай и обектът, и уредът са частици. Именно това несъвършенство, фундаменталната невъзможност да се вземат предвид всички фактори, действащи върху частицата, както и самият факт на промяна на състоянието на системата под въздействието на измерването, е в основата на принципа на неопределеността на Хайзенберг.
Нека дадем най-простата му формулировка. Нека си представим, че има определена частица и искаме да знаем нейната скорост и координата.
В този контекст принципът на несигурността на Хайзенберг гласи, че е невъзможно точното измерване на позицията и скоростта на частица едновременно. . Математически се записва така:
Тук делта х е грешката при определяне на координатата, делта v е грешката при определяне на скоростта. Нека подчертаем – този принциппредполага, че колкото по-точно определяме координатата, толкова по-малко точно ще знаем скоростта. И ако определяме скоростта, няма да имаме най-малката идеяза това къде се намира частицата.
Има много вицове и анекдоти по темата за принципа на неопределеността. Ето един от тях:
Полицай спира квантов физик.
- Господине, знаете ли с каква скорост се движехте?
- Не, но знам точно къде съм.
И, разбира се, ви напомняме! Ако внезапно по някаква причина решаването на уравнението на Шрьодингер за частица в потенциална яма не ви позволи да спите, свържете се с професионалисти, които са били отгледани с квантова механикана устните!
Физиката е най-загадъчната от всички науки. Физиката ни дава представа за света около нас. Законите на физиката са абсолютни и важат за всички без изключение, независимо от личността или социалния статус.
Тази статия е предназначена за лица над 18 години
Навърши ли вече 18?
Фундаментални открития в областта на квантовата физика
Исак Нютон, Никола Тесла, Алберт Айнщайн и много други са великите водачи на човечеството в невероятен святфизици, които като пророци разкриха на човечеството най-големите тайни на Вселената и възможностите за контролиране на физическите явления. Светлите им глави прорязаха мрака на невежеството на неразумното мнозинство и като пътеводна звезда показаха пътя на човечеството в мрака на нощта. Един от тези водачи в света на физиката е Макс Планк, бащата на квантовата физика.
Макс Планк е не само основател на квантовата физика, но и автор на световноизвестната квантова теория. Квантовата теория е най-важният компонент на квантовата физика. С прости думи тази теория описва движението, поведението и взаимодействието на микрочастиците. Основателят на квантовата физика ни донесе и много други научни трудове, които станаха крайъгълните камъни на съвременната физика:
- теория на топлинното излъчване;
- специална теория на относителността;
- изследвания в областта на термодинамиката;
- изследвания в областта на оптиката.
Теориите на квантовата физика за поведението и взаимодействията на микрочастиците станаха основа за физиката на кондензираната материя, физиката на частиците и високи енергии. Квантовата теория ни обяснява същността на много явления в нашия свят - от функционирането на електронните компютриза структурата и поведението на небесните тела. Макс Планк, създателят на тази теория, благодарение на своето откритие ни позволи да разберем истинска същностмного неща на ниво елементарни частици. Но създаването на тази теория далеч не е единствената заслуга на учения. Той стана първият, който откри основния закон на Вселената - закона за запазване на енергията. Приносът на Макс Планк в науката е трудно да се надцени. Накратко, неговите открития са безценни за физиката, химията, историята, методологията и философията.
Квантова теория на полето
Накратко, квантовата теория на полето е теория за описание на микрочастиците, както и тяхното поведение в пространството, взаимодействие помежду си и взаимно преобразуване. Тази теорияизучава поведението на квантовите системи в рамките на така наречените степени на свобода. Това красиво и романтично име всъщност не означава нищо за много от нас. За манекени, степените на свобода са броят на независимите координати, които са необходими за индикация на движение механична система. С прости думи, степените на свобода са характеристики на движението. Интересни откритияв областта на взаимодействието на елементарните частици е осъществено от Стивън Уайнбърг. Той откри т. нар. неутрален ток - принципът на взаимодействие между кварки и лептони, за което получи Нобелова наградапрез 1979 г.
Квантовата теория на Макс Планк
През деветдесетте години на осемнадесети век немски физикМакс Планк започва да изучава топлинното излъчване и в крайна сметка получава формула за разпределението на енергията. Квантовата хипотеза, която се ражда в хода на тези изследвания, полага основите на квантовата физика, както и на квантовата теория на полето, открита през 1900 г. Квантовата теория на Планк е, че когато топлинно излъчванепроизведената енергия се излъчва и поглъща не постоянно, а епизодично, квантово. 1900, благодаря това откритие, която Макс Планк постига, се превръща в годината на раждането на квантовата механика. Струва си да се спомене и формулата на Планк. Накратко същността му е следната – основава се на връзката между температурата на тялото и неговото излъчване.
Квантово-механична теория за структурата на атома
Квантово-механичната теория за структурата на атома е една от основни теориипонятия в квантовата физика и във физиката като цяло. Тази теория ни позволява да разберем структурата на всички материални неща и повдига завесата на тайната от какво всъщност се състоят нещата. И изводите, базирани на тази теория, са доста неочаквани. Нека разгледаме накратко структурата на атома. И така, от какво всъщност е направен атомът? Атомът се състои от ядро и облак от електрони. Основата на атома, неговото ядро, съдържа почти цялата маса на самия атом - повече от 99 процента. Ядрото винаги има положителен заряд, и определя химически елемент, от които атомът е част. Най-интересното за ядрото на атома е, че то съдържа почти цялата маса на атома, но в същото време заема само една десетхилядна от неговия обем. Какво следва от това? И изводът, който се налага е доста неочакван. Това означава, че има само една десет хилядна от плътното вещество в атома. И какво заема всичко останало? И всичко останало в атома е електронен облак.
Електронният облак не е константа и всъщност не е дори материална субстанция. Електронният облак е просто вероятността електрони да се появят в атом. Тоест ядрото заема само една десетхилядна в атома, а останалото е празнота. И ако смятате, че всички предмети около нас, от прашинки до небесни тела, планетите и звездите са направени от атоми, се оказва, че всичко материално всъщност е повече от 99 процента празно. Тази теория изглежда напълно невероятна, а нейният автор най-малкото се заблуждава, защото нещата, които съществуват наоколо, имат солидна консистенция, имат тежест и могат да бъдат докоснати. Как може да се състои от празнота? Дали в тази теория за структурата на материята се е прокраднала грешка? Но тук няма грешка.
Всички материални неща изглеждат плътни само поради взаимодействието между атомите. Нещата имат твърда и плътна консистенция само поради привличане или отблъскване между атомите. Това осигурява плътност и твърдост кристална решетка химически вещества, от което се състои всичко материално. Но, интересен момент, при промяна, например, на температурни условия заобикаляща среда, връзките между атомите, тоест тяхното привличане и отблъскване могат да отслабнат, което води до отслабване на кристалната решетка и дори до нейното разрушаване. Това обяснява промяната физични свойствавещества при нагряване. Например, когато желязото се нагрява, то става течно и може да бъде оформено във всякаква форма. И когато ледът се топи, разрушаването на кристалната решетка води до промяна в състоянието на веществото и от твърдо вещество се превръща в течност. Това ярки примериотслабване на връзките между атомите и в резултат на това отслабване или разрушаване на кристалната решетка и позволяват на веществото да стане аморфно. И причината за такива мистериозни метаморфози е именно в това, че веществата се състоят само от една десет хилядна плътна материя, а останалото е празнота.
А веществата изглеждат твърди само по някаква причина силни връзкимежду атомите, когато се отслаби, веществото се променя. Така квантовата теория за структурата на атома ни позволява да погледнем на света около нас по съвсем различен начин.
Основателят на атомната теория Нилс Бор изложи интересна концепция, че електроните в атома не излъчват енергия постоянно, а само в момента на преход между траекториите на тяхното движение. Теорията на Бор помогна да се обяснят много вътрешноатомни процеси, а също така направи пробиви в областта на науката като химията, обяснявайки границите на таблицата, създадена от Менделеев. Според последния елемент, способен да съществува във времето и пространството, има сериен номерсто тридесет и седем, а елементи, започващи от сто тридесет и осем, не могат да съществуват, тъй като съществуването им противоречи на теорията на относителността. Освен това теорията на Бор обяснява природата на това физическо явление, като атомните спектри.
Това са спектрите на взаимодействие на свободните атоми, които възникват, когато между тях се излъчва енергия. Такива явления са характерни за газообразни, парообразни вещества и вещества в плазмено състояние. Така квантовата теория направи революция в света на физиката и позволи на учените да напреднат не само в областта на тази наука, но и в областта на много сродни науки: химия, термодинамика, оптика и философия. И също така позволи на човечеството да проникне в тайните на природата на нещата.
Има още много неща, които човечеството трябва да преобърне в съзнанието си, за да осъзнае природата на атомите и да разбере принципите на тяхното поведение и взаимодействие. След като разберем това, ще можем да разберем природата на света около нас, защото всичко, което ни заобикаля, от прашинки до самото слънце и самите ние, всичко се състои от атоми, чиято природа е мистериозна и удивителна и крие много тайни.
В тази статия ще дадем полезни съветина учене квантова физика за манекени. Нека отговорим какъв трябва да бъде подходът изучаване на квантова физика за начинаещи.
Квантовата физика- Това е доста сложна дисциплина, която не всеки може лесно да овладее. Въпреки това физиката като предмет е интересна и полезна, поради което квантовата физика (http://www.cyberforum.ru/quantum-physics/) намира своите фенове, които са готови да я изучават и в крайна сметка да получат практически ползи. За да улесните усвояването на материала, трябва да започнете от самото начало, тоест с най-простите учебници по квантова физика за начинаещи. Това ще ви позволи да получите добра базаза знания, като в същото време е добре да структурирате знанията си в главата си.
Започвам самообразованиеимате нужда от добра литература. Това е литературата решаващ факторв процеса на получаване на знания и осигурява тяхното качество. Специален интересквантовата механика предизвиква и мнозина започват изучаването си с нея. Всеки трябва да знае физиката, защото тя е наука за живота, която обяснява много процеси и ги прави разбираеми за другите.
Моля, имайте предвид, че когато започнете да изучавате квантова физика, трябва да имате познания по математика и физика, тъй като без тях просто няма да се справите. Ще бъде добре, ако имате възможност да се свържете с учителя си, за да намерите отговори на вашите въпроси. Ако това не е възможно, можете да опитате да изясните ситуацията на специализирани форуми. Форумите също могат да бъдат много полезни за учене.
Когато вземете решение за избора на учебник, трябва да сте подготвени за факта, че той е доста сложен и ще трябва не просто да го прочетете, а да се задълбочите във всичко, което е написано в него. Така че в края на обучението да нямате идеята, че това са ненужни знания за никого, опитайте се да свържете теорията с практиката всеки път. Също така е важно предварително да определите целта, за която сте започнали да изучавате квантова физика, за да предотвратите появата на мисли за безполезността на придобитите знания. Хората попадат в две категории: хора, които смятат, че квантовата физика е интересна и полезна тема, и такива, които не го правят. Изберете сами към коя категория принадлежите и съответно преценете дали квантовата физика има място в живота ви или не. Винаги можете да останете на ниво начинаещи в изучаването на квантовата физика или можете да постигнете истински успех, всичко във вашите ръце.
На първо място, изберете наистина интересни и качествени материали по физика. Можете да намерите някои от тях, като използвате връзките по-долу.
И това е всичко за сега! Изучавайте квантовата физика по интересен начин и не бъдете глупаци!
За много хора физиката изглежда толкова далечна и объркваща, а квантовата физика още повече. Но искам да отворя завесата на това за вас голяма тайна, защото в действителност всичко се оказва странно, но разплитащо се.
Освен това квантовата физика е страхотна тема за разговор с умни хора.
Квантовата физика стана лесна
Първо трябва да нарисувате такъв в главата си голяма линиямежду микросвета и макросвета, защото тези светове са напълно различни. Всичко, което знаете за познатото ви пространство и обектите в него, е невярно и неприемливо в квантовата физика.
Всъщност микрочастиците нямат нито скорост, нито конкретна позиция, докато учените не ги разгледат. Това твърдение изглежда просто абсурдно за нас, така е изглеждало и на Алберт Айнщайн, но дори велик физикотстъпи.
Факт е, че изследванията са доказали, че ако веднъж погледнете частица, която е заела определена позиция, а след това се обърнете и погледнете отново, ще видите, че тази частица вече е заела съвсем различна позиция.
Тези палави частици
Всичко изглежда просто, но когато погледнем една и съща частица, тя стои неподвижна. Тоест тези частици се движат само когато не можем да го видим.
Същността е, че всяка частица (според теорията на вероятностите) има скала от вероятности да бъде в една или друга позиция. И когато се обърнем и след това се обърнем отново, можем да хванем частицата във всяка от възможните й позиции точно според вероятностната скала.
Според изследването частицата е била търсена в различни места, след това спря да я наблюдава и след това отново наблюдава как позицията й се променя. Резултатът беше просто зашеметяващ. Обобщавайки, учените наистина успяха да създадат скала от вероятности, където може да се намира тази или онази частица.
Например неутронът има способността да бъде в три позиции. След провеждане на проучване може да откриете, че на първа позиция ще бъде с вероятност от 15%, на второ - 60%, на трето - 25%.
Никой все още не е успял да опровергае тази теория, така че тя е, колкото и да е странно, най-правилната.
Макросвят и микросвят
Ако вземем обект от макрокосмоса, ще видим, че той също има вероятностна скала, но тя е съвсем различна. Например вероятността да се обърнете и да намерите телефона си на другия край на света е почти нулева, но все пак съществува.
Тогава възниква въпросът как така все още не са регистрирани такива случаи? Това се обяснява с факта, че вероятността е толкова малка, че човечеството ще трябва да чака толкова години, колкото нашата планета и цялата Вселена все още не са доживели до такова събитие. Оказва се, че има почти 100% вероятност телефонът ви да се озове точно там, където сте го видели.
Квантово тунелиране
От тук можем да стигнем до концепцията за квантово тунелиране. Това е концепцията за постепенно преминаване на един обект (много грубо казано) на съвсем друго място без никакви външни влияния.
Тоест всичко може да започне с един неутрон, който в един момент попада в същата почти нулева вероятност да бъде на съвсем различно място и колкото повече неутрони са на различно място, толкова по-голяма става вероятността.
Разбира се, такъв преход ще отнеме толкова години, колкото нашата планета все още не е живяла, но според теорията на квантовата физика, квантово тунелиранесе провежда.
Прочетете също: