Ako prísť na quantum fyzika

Kvantová fyzika (je to kvantová teória alebo kvantová mechanika) - to je samostatný smer fyziky, ktorý sa zaoberá opisom správania a interakcie hmoty a energie na úrovni elementárnych častíc, fotónov a niektorých materiálov pri veľmi nízkych teplotách. Kvantové pole je definované ako "Action" (alebo v niektorých uhlových hybných) častíc, ktoré sa nachádzajú v rozsahu malej fyzickej konštanty, ktorá sa nazýva konštantná doska.

Kroky

Metóda 1 z 8:
TRVALÝ PLANCK
  1. Obrázok s názvom Chápe kvantová fyzika Krok 1
jeden. Začnite so štúdiou fyzickej koncepcie konštantného tyče. V kvantovej mechanike je konštantná doska kvantovaná akcia, označovaná ako H. Podobne pre interakciu elementárnych častíc, Quantum Moment impulzu - Toto je znížený trvalý bar (trvalý popruh rozdelený 2 π) je indikovaný ako ľad a nazývaný "h s funkciou". Hodnota konštantnej dosky je extrémne mála, kombinuje momenty impulzu a označenie činností, ktoré majú všeobecnejší matematický koncept. názov kvantová mechanika To znamená, že niektoré fyzické množstvá, ako je moment impulzov diskrétny, a nie kontinuálne (cm. Analógová) metóda.
  • Napríklad moment elektrónového impulzu, viazaný na atóm alebo molekuly, kvantovej a môže prijímať iba hodnoty násobku vyššie uvedenej konštantnej dosky. Táto kvantizácia zvyšuje elektrónový orbitálny na sérii celého primárneho kvantového čísla. Naproti tomu moment impulzu nesúvisiacich elektrónov, ktoré sú blízko, nie je kvantifikované. Trvalá Planck sa používa aj v kvantovej teórii svetla, kde svetlo kvantónom je fotón, a záležitosť interaguje s energiou prechodom elektrónov medzi atómami alebo "kvantovým skokom" pridruženého elektrónu.
  • Jednotky neustáleho dosky sa môžu zobraziť aj ako moment energetiky. Napríklad v oblasti fyziky základnej častíc sú virtuálne častice reprezentované ako hmotnosť častíc, ktoré spontánne vznikajú z vákua vo veľmi malej oblasti a zohrávajú úlohu v ich interakcii. Limit života týchto virtuálnych častíc je energia (hmotnosť) každej častice. Kvantová mechanika má veľký predmet, ale v každej matematickej časti je neustále doska.
  • Obrázok s názvom Chápe kvantová fyzika Krok 2
    2. Ďalšie informácie o ťažkých časticiach. Ťažké častice prechádzajú z klasického k kvantovej energetickej transformácii. Aj keď voľný elektrón, ktorý má nejaké kvantové vlastnosti (ako je rotácia), ako neviazaný elektrón, sa približuje k atómu a spomaľuje (prípadne kvôli emitovaniu fotónov), pohybuje sa z klasiky na kvantové správanie, pretože jeho energia pod energie ionizácie. Elektrón sa viaže na atóm a jeho moment impulzu vzhľadom na atómové jadro je obmedzené na kvantovú hodnotu obežnej dráhy, ktorú môže obsadiť. Tento prechod je náhly. Je možné porovnať s mechanickým systémom, ktorý zmení svoj stav z nestabilného na stabilný, alebo jej správanie sa líši jednoduchým chaotickým, alebo môže byť dokonca porovnávať s raketoukou loďou, ktorá spomaľuje a ide pod separačnú rýchlosť a zaberá obežnú rýchlosť nejaká hviezda alebo iný nebeský objekt. Na rozdiel od nich, fotóny (ktoré sú bezfarebné) takýto prechod nie je vykonaný: jednoducho prechádzajú priestorom, kým netedí s inými časticami a nezmiznú. Ak sa pozriete na nočnú oblohu, fotóny z niektorých hviezd bez zmeny pasty dlhých svetelných rokov, potom komunikovať s elektrónom v molekule vašej sietnici, vyžarujúcej svoju energiu a potom miznú.
  • Metóda 2 z 8:
    Inovatívne nápady
    1. Obrázok s názvom Chápe kvantová fyzika Krok 3
    jeden. Zostaňte aktuálne s inováciou v kvantovej teórii. Musíte ich dobre poznať, medzi nimi sú napríklad:
    1. Kvantové pole riadi pravidlami, ktoré sa mierne líšia od toho, čo sa stretávame každý deň.
    2. Akcia (moment impulz) nie je nepretržitý, pozostáva z malých jednotlivých prvkov.
    3. Základné častice sa správajú ako častice, a ako vlny.
    4. Pohyb konkrétnej častice je neodmysliteľne náhodne a môže byť predpovedaný len s pomocou teórie pravdepodobnosti.
    5. Je fyzicky nemožné merať polohu a pulzu častíc s presnosťou trvalej lišty. Presnejšie, merať jednu hodnotu, tým menej presnosť bude v meraní iného.
    Metóda 3 z 8:
    Dualizmus Častice a vlny
    1. Obrázok s názvom Chápe kvantová fyzika Krok 4
    jeden. Preskúmajte koncepciu dualizmu častíc a vĺn. Toto postuláciu uvádza, že všetky záležitosti majú vlastnosti častíc a vĺn. Táto dualizmus je hlavnou koncepciou kvantovej mechaniky, robí nie je schopný klasický koncept o "častice" a "vlnách" kompletného opisu správania kvantových častíc.
    • Pre plný objem vedomostí o dualizme hmoty, je potrebné vedieť o účinku Compontonu, fotovoltaický efekt, vlnovú dĺžku de broglies a doskovej vzorce pre čierne telá. Všetky tieto účinky a teórie dokazujú dualizmus povahy hmoty.
    • Vedci boli vykonané mnoho experimentov so svetlom, dokazujúci, že svetlo sa môže správať a ako častica, a ako vlna ... v roku 1901, Max Planck publikoval výskum, ktorý sa podarilo reprodukovať pozorované spektrum svetla emitovaného svetelným predmetom. Na dokončenie tejto štúdie musel zameraný Matematický predpoklad kvantovaných oscilátorov (čierne atómy tela), ktoré prázdne žiarenie. Neskôr Einstein navrhol, že toto je samotné elektromagnetické žiarenie, ktoré je premenené na fotóny.
    Metóda 4 z 8:
    neistota
    1. Obrázok s názvom Chápe kvantová fyzika Krok 5
    jeden. Preskúmať zásady neistoty. Tento princíp tvrdí, že niektoré páry fyzikálnych vlastností, ako je napríklad poloha a impulz, nemôžu byť známe s vysokým stupňom presnosti súčasne. V kvantovej fyzike je častica opísaná ako skupina vĺn, čo vedie k tomuto fenoménu. Zvážte meranie polohy častíc. Môže byť kdekoľvek. Balík častíc má nenulovú amplitúdu, čo znamená, že poloha jeho neurčitého - to môže byť takmer kdekoľvek v rámci šírenia vlny. Pre presné meranie pozície musí byť táto vlnová skupina "komprimovaná" čo najviac, čo znamená, že musí byť zložená zo zvýšeného množstva sínusového skladaného dohromady. Pulz častíc je úmerný číslom vlny jednej z týchto vĺn, ale môže to byť niekto z nich. Presnejšie meranie pozície - kombináciou viacerých vĺn - znamená, že meranie pulzu sa stáva menej presným (a naopak).
    Metóda 5 z 8:
    Funkcie vlny
    1. Obrázok s názvom Chápe kvantová fyzika Krok 6
    jeden. Ďalšie informácie o funkciách vĺn. Funkcia funkcie vlny alebo vlny je matematický nástroj v kvantovej mechanike, ktorý opisuje kvantový stav systému častíc alebo častíc. Často sa používa ako vlastnosť častíc spojená s ich dualizmom korpuscul-vlny, ktorá je označená ψ (pozícia, čas), kde | ψ | Rovnako pravdepodobnosť nájdenia objektu v určitej pozícii v určitom čase.
    • Napríklad v atóme s jedným elektrinou, ako je vodík alebo ionizované hélium, funkcia vlnových elektrónov obsahuje kompletný opis správania elektrónov. Môže sa rozkladať na mnohých atómových orbitóriách, ktoré tvoria základ pre možné vlnové funkcie. Pre atóm, ktorý má viac ako jeden elektrón (alebo akýkoľvek systém s množstvom častíc), základný priestor pozostáva z možných konfigurácií všetkých elektrónov a funkcie vlny popisuje pravdepodobnosť týchto konfigurácií.
    • Pri riešení domácej úlohy s účasťou funkcie vlny je povinná byť dobrou znalosťou komplexných čísel. Ďalším predpokladom je matematika lineárnej algebry, euler vzorca z komplexnej analýzy a označenie DIRAC BRA a KET.
    Metóda 6 z 8:
    Schrödinger Rovnica
    1. Obrázok s názvom Chápe kvantová fyzika Krok 7
    jeden. Demontujte Schrödinger Rovnica. Táto rovnica opisuje, ako sa kvantový stav fyzického systému zmení s časom. Je to základné v kvantovej mechanike, ako Newtonove zákony v klasickej mechanike. Riešenie Schrödingerovej rovnice popisuje nielen molekulárne, atómové a subeomové systémy, ale aj makro systém, možno aj celý vesmír.
    • Celková forma Schrödingerovej rovnice závisí od času a dáva opis rozvoja systému v čase.
    • Pre stacionárny systém sa aplikuje Rovnica Schrödinger, ktorá nezávisí od času. Približné riešenia nezávisia od času. Schrödinger Rovnice sa zvyčajne používajú na výpočet úrovne energie a iných vlastností atómov a molekúl.
    Metóda 7 z 8:
    Kvantová superpozícia
    1. Obrázok s názvom Chápe kvantová fyzika Krok 8
    jeden. Demontujte kvantovú superpozíciu. Vzťahuje sa na kvantové mechanické vlastnosti riešení Schrödingerovej rovnice. Keďže Rovnica Schrödinger je lineárna, bude tiež vyriešená akákoľvek lineárna kombinácia riešení konkrétnej rovnice. Táto matematická vlastnosť všetkých lineárnych rovníc je známa ako princíp superpozície. V kvantovej mechanike sú takéto roztoky často ortogonálne, napríklad hladiny energie elektrónu. Tým sa ukázalo, že prekrývajúca energia je poháňaná na nulu a priemerná hodnota vyhlásenia (akýkoľvek stav superpozície) je priemerný výkaz prevádzkovateľa v individuálnom štáte, vynásobený podielom štátu superpozície, "V".
    Metóda 8 z 8:
    Ignorovanie klasickej maľby
    1. Obrázok s názvom Chápe kvantová fyzika Krok 9
    jeden. Poďme sa obrátiť na pojmy klasickej fyziky. V kvantovej mechanike je cesta častíc úplne idealizovaná iným spôsobom a stará kvantová teória predstavuje len model hračiek na pochopenie atómovej hypotézy.
    • V km, cesta častíc je prezentovaná, ako keby prechádza cez sadu ciest, v klasickej mechanike, cesta častíc je určená jeho trajektóriou, ale existuje mnoho spôsobov, ako mať veľa chodníkov, pre ktoré táto častica môže cestovať. Táto pravda je ukrytá v dvojzlaždivom experimente, v ktorom elektrón vedie ako korpuskulárny dualizmus, a táto myšlienka je plne vysvetlená integrálnou cestou Feynmana.
    • V km od normálnej konštantnej konštantnej, je veľmi dôležité, pretože určuje možnosť nájsť častice rovnú jednej a CM tiež potvrdzuje zásadu superpozície.
    • Ak chcete pochopiť najvyššiu úroveň km, musíte plne ignorovať model hračiek (model BORA). Dôvod je jednoduchý - nemôžete určiť presnú cestu elektrónu na rôznych úrovniach orbitálnej úrovne.
    • Ak sa klasický limit H usiluje o nulu, výsledky km sú najbližšie k klasickej mechanike.
    • Klasické výsledky možno získať pomocou priemernej hodnoty a najlepší príklad je Ehrenthest Theorem. Zobrazí sa pomocou operačnej metódy.

    Tipy

    • Rozhodnite sa o číselných úlohách fyziky strednej školy ako prax pre prácu, ktorá si vyžaduje matematické riešenie v kvantovej fyzike.
    • Niektoré povinné podmienky pre kvantovú fyziku zahŕňajú klasickú mechaniku, funkciu Hamilton a rôzne vlastnosti vlny, ako je interferencia, difrakcia a t.D. Konzultujte učebnice alebo sa opýtajte učiteľa fyziky. Je potrebné dosiahnuť jasné pochopenie fyziky vyššieho vzdelávania a jeho povinných podmienok. Budete potrebovať trochu naučiť vysokoškolskú úroveň matematiky. Ak chcete vytvoriť systém (plán vzdelávania), pozrite si obsah v Schaums obrys.
    • Existuje rad online prednášok na kvantovej mechanike na YouTube. Pozri na http: // YouTube.com / vzdelávanie?Kategória = Univerzita / Veda / Fyzika / Kvantová% 20Mechanika .
    Podobné publikácie