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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:
一般人都会觉得0慢慢地到0.0000000000000000000000000000000000001~~~~摄氏度,在往上一点点的增加,中间是连续的不间断的。
那这个有问题么?答案是:不一定。
如果我们在宏观世界,其实是一点问题没有的,因为那么小的尺度你也感受不到。
但是到了亚原子级问题就出来了,这就要说到黑体辐射。他们在研究时,就发现无法用传统的物理模型进行解释。只有一种可能才行。
那就是假设存在能量的最小的基本单位,这时候黑体辐射的问题就会迎刃而解,解决这个问题的人叫做普朗克。而他定义能量的最小基本单位为:量子。
那该咋理解这个不连续呢?
还拿刚才的粒子,温度从0摄氏度到100摄氏度,如果是不连续的,有一个最小的基本单位,那我们就假设最小的基本单位是1摄氏度(在强调一下,我是假设,假设,假设!)
那温度的变化是0-1-2-3-4,中间不会出现1.5,2.4这种情况。总是最小基本单位的整数倍。
回答于 2019-09-11 08:43:50
量子一词来自拉丁语quantus,意为“有多少”。如果一个物理量(比如能量,动量等)存在最小的不可分割的基本单位,那么这个物理量就是量化的,并且把最小的单位称为量子。我记得以前的物理课本上有一个很形象的解释,就是用刀去切一块方形木头,切一刀变成两块,两刀变四块,切了无数刀之后这个方形木头会变成很多颗颗粒,直到最后不能再被切割,而最后的这个颗粒就是量子。像电子,光子等构成物质的基本粒子也是量子。一句话,量子是构成物质的最基本单位。
如果还不能理解的话,我们假设水分子是量子,不能再分割。试想有这么一个装置,一个盆里装着一定质量的水,水里放着一个小抽水机,这个抽水机上连着一根管子,抽水机能够把水抽到管子里,水从管子里出来有流到这个盆子里,说这么多就是要制造一个闭循环流动的水流,并且不考虑质量的丢失。宏观上看,水流是连续不断流动的,什么是连续?也就是说如果我在这个水循环中能够取出任意质量(这个任意质量数指数学中任意一个数字包括带小数点并且后面带任意位的数)的水,但是事与愿违,我们不能取出任意质量的水,因为我们定义了水分子不可分割。假设一个水分子质量为1克,你第一次取到的水含有一百个水分子所以质量是100克,第二次取到水的可能含有两百个水分子,也就是200克的质量,我们不可能取到200.1克质量的水,因为取不到200.1个水分子,也就是说在微观层面这一切都是离散的!下图有助于理解连续和离散。
在1900年德国物理大神M·普朗克在研究黑体辐射时,那时的物理学界认为能量是连续的,但是却无法解释黑体辐射的一些现象,M·普朗克首先假设黑体辐射的辐射能量是不连续的,也就是离散的,从而很好的解释了黑体辐射的实验现象。并得出了普朗克公式来描述黑体辐射现象,即对于一定频率ν的辐射,物体只能以hν为能量单位吸收或发射它,h称之为普朗克常数。换言之,物体吸收或发射电磁辐射,只能以量子的方式进行,每个量子的能量为E=hν,称为作用量子。后来的研究表明,除了能量,像角动量,自旋(旋转的过程就像步进电机那样,只是停顿的时间极其短暂),电荷等也表现出这种不连续的量子化现象。在量子学中,提出了并证明光存在波粒二象性,每天早上晒在脸上的阳光也不是连续的,可以理解为“一颗颗的光粒子”打在脸上。
对量子领域研究的学科称之为量子力学,研究物质世界微观粒子运动规律,主要研究原子、分子、凝聚态物质,以及原子核和基本粒子的结构、性质的基础理论。量子力学从20世纪初的建立,再由普朗克,爱因斯坦,波尔,薛定谔,海森堡等人的一步步完善,与相对论一起构建了现代物理学基础理论。虽然量子世界离我们的生活比较遥远,但是量子纠缠,量子通信,量子计算机等名词也相继出现在我们的生活之中。(图片来自网络,侵删)
回答于 2019-09-11 08:43:50
其实量子并不是一个象分子、原子或者原子核一样的固定化的概念。如果我们真的要将量子质量化,甚至可以说量子根本就不存在着固定化的质量。量子的质量也是根据宇宙不同的环境而随时产生变化的。鉴于量子是微观的产物,很难用微观的理念加以说明,使大家明白量子到底为何物,因此我现在仅就宏观现象把量子的比喻展示给大家,以便能够让大家通过宏观的举例,间接的了解量子是一个什么样的概念。现举例如下,如果我们要用自来水管接水就会发现这样一个现象,当我们把水管的水量逐渐调小的时候,原来的水流就会由粗变细,如果我们再调小水流就会发现水流不会永远的变细下去,而是变成间断的滴流。也就是这时候的水必须达到一个水滴的量才能够继续的掉下来。这是宏观现象,后来人们在微观领域也发现了,微观领域中同样存在着这样的现象,也就是说在微观的粒子运动中同样存在着这样的断流现象,微观粒子也必须达到这样一个基本的量才能整体做出运动,所以后来人们就管微观世界中子粒子团就叫作量子。也就是说其实微观的量子就如同我们宏观世界中的水滴一样。当然我们在这里所说的粒子团中的粒子,其实是一种远远小于质子、中子甚至是夸克的粒子,在这里它们就象水滴中的水分子一样。以上解释望能够给大家认识量子而有所帮助。
回答于 2019-09-11 08:43:50
小到不能再分了的定义物体叫量子,比如人。人不能再分小了,再分小就不叫人了,宇宙也不能再分小了,没有半个宇宙的叫法,所以宇宙也是量子。
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