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量子是什么?
量子,普朗克,量子力学量子是什么?
发布时间:2019-02-08加入收藏来源:互联网点击:
回答于 2019-09-11 08:43:50
单从字面上理解,如果一个物理量存在不可分割的最小基本单位,那么这个物理量就是量子化的,而这个单位就是量子!
不过我们通常说的量子,是指由普朗克通过黑体辐射发现的,它假设黑体辐射的能量并不是连续的,而是一份一份的,是基本单位的整数倍,这个基本单位就是量子!量子的概念很好地解释了黑体辐射现象,普朗克之后也获得了诺贝尔奖!
而爱因斯坦唯一的诺贝尔奖也与量子有关,就是他著名的“光电效应”,他提出光的能量也是一份一份的,称为“光量子”,也就是光子,同时提出来的光同时具有波和粒子的属性,也就是波粒二重性!
之后量子的概念得到快速发展和延伸,德布罗意提出“物质波”概念,还有薛定谔方程,海森堡的矩阵力学,量子力学得到快速发展,与相对论一起称为现代物理学的两大支柱!
量子力学主要是微观世界的运动规律,对经典物理学的冲击是显而易见的,量子力学是科学理论,很多诡异的现象是真实的存在,只是科学家还没有弄清楚那些诡异现象的本质。
针对这些诡异现象,科学家们也提出了很多假设,但很多都没有充分的证据给予证明,只能说,量子力学还有很大的发展空间!量子力学与相对论的统一是物理学界的重要目标!
回答于 2019-09-11 08:43:50
谢谢!抱歉了。谢谢!
回答于 2019-09-11 08:43:50
有些词语如果不是登上了头条的话,我们大概总也想不起来,比如说“量子”。最近一次我注意到这个词语还是在《蚁人2》这部电影中,什么“量子世界”、“量子能量”、“量子隧道”随处可见的“量子”将整部电影的逼格提升了至少一个“量子”的台阶。不过“量子”究竟指的是什么呢?就像我们知道的很多概念一样,隐约知道它的意思,但想要详细的解释却无从开口。
关于量子
在网络上可以看到很多话题,有问“量子到底存在吗?”有问“量子是什么啊?”还有讨论“量子针灸”的,有用“量子力学”套宗教和心灵感应的,还有用“量子力学”解释灵魂和自由意志等“形而上学”的。(关于形而上学的解释可以参见我的上一篇文章https://www.toutiao.com/i6632828507669922307/)
那量子究竟是什么呢?
有人说“我知道分子、原子,想必量子也是这么一个类似的东西吧,你看隔壁的王大妈拿着量子茶杯喝着量子水,家里的保健器械很多也带着“量子”标志。”隔壁王大妈进入了“量子世界”怎么挣脱出来是王大妈儿女的事,不过可以肯定的是不会比初代“黄蜂女”从“量子世界”逃脱要难。重点是我们怎么摆脱这个“量子陷阱”,本来就挣得不多还要给“量子”买单,太亏了。
所以为了防止我们落入“量子陷阱”,让我们了解一下“量子”,以及20世纪物理学两大支柱之一的“量子力学”。
量子一词来自拉丁语quantus,意为“有多少”,代表“相当数量的某物质”。这是量子一词本来的意思。
而在物理学中的定义则是:一个物理量如果存在最小的不可分割的基本单位,则这个物理量是量子化的,并把最小单位称为量子。指一个不可分割的基本个体。例如,“光的量子”(光子)是一定频率的光的基本能量单位。而量子力学是则研究微观粒子运动规律的学科,是研究原子、分子以至原子核和基本粒子的结构和性质的基本理论。
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量子与量子力学似乎是最近这几年突然火起来的,先是《生活大爆炸》中几位物理学家为大家科普了一下量子力学的知识,紧接着中国的量子卫星发射上天,然后量子计算机的消息又被炒得火热。一直在物理学家圈子的话题也成为了普通人讨论的对象,这让人不经有一种错觉,仿佛量子力学刚刚被发现一样。
但是注意,我说过“量子力学”是20世纪物理学两大支柱之一(另一个是广义相对论),因为量子力学正好诞生于1900年,真是巧合啊,在人类迈入新世纪的第一年。
在1900年,普朗克计算一个“热匣子”内处于平衡态的电磁场。为此他用了一个巧妙的方法:假设电磁场能量都分布在一个个的“量子”上,也就是说能量是一包一包或一块一块的。用这个方法计算出的结果与测量得到的数据完全吻合(可见在一百多年前,普朗克就回答了量子是存在的问题)。
普朗克大神发际线感人
但是普朗克得到的结果与当时人们的认知完全不一样,人们认为能量是连续变动的。同样对于普朗克来说,把能量视为一个个能量包块的集合只是计算上使用的一个特殊策略,他自己也不知道为什么这个办法就会奏效(划重点),真正确认这些“能量包”存在的是爱因斯坦(现在知道爱因斯坦地位为什么这么高了吧,20世纪两大物理学支柱,广义相对论是由爱因斯坦凭借一己之力思考、孕育出来的,而在量子力学领域,爱因斯坦也起到了至关重要的的作用)。
这个人就不介绍了
他在《关于光的产生和转化的一个启发性观点》这篇论文中是这么说的“确实现在在我看来,关于黑体辐射,光致发光、紫外光产生阴极射线,以及其他一些有关光的产生和转化的现象的观察,如果用光的能量在空间中不是连续分布的这种假说来解释.似乎就更好理解。按照这里所设想的假设,从点光源发射出来的光束的能量在传播中不是连续分布在越来越大的空间之中,而是由个数有限的、局限在空间各点的能量子所组成,这些能量子能够运动,但不能再分割,而只能整个地被吸收或产生出来。”
这是量子理论诞生的真正宣言,如果说普朗克是量子理论之父的话,那爱因斯坦就是让这项理论茁壮成长的养育者,也是凭借这项研究爱因斯坦获得了诺贝尔奖,但有意思的是爱因斯坦抛弃了他“养育”的理论,之后的发现是如此“荒谬”,以至于他一有机会就抱怨,说这实在太不合理了。
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