Как да разберем квантовата физика

Квантова физика (тя е квантова теория или квантова механика) - това е отделна посока на физиката, която се занимава с описанието на поведението и взаимодействието на материята и енергията на нивото на елементарни частици, фотони и някои материали при много ниски температури. Квантовото поле се определя като "действие" (или в някои ъглови скорост) частици, които по размер се намират в рамките на мащаба на малката физическа константа, която се нарича постоянна дъска.

Стъпка

Метод 1 от 8:

Постоянен Планк

един. Започнете с изучаването на физическата концепция за постоянен бар. В квантовата механика постоянна дъска е квантово действие, наричано Х. По същия начин, за взаимодействие на елементарните частици, квантово Момент на импулс - Това е намаленият постоянен бар (постоянна лента, разделена на 2 π), е посочена като ħ и се нарича "H с функция". Стойността на постоянната дъска е изключително малко, съчетава моментите на импулса и определянето на действия, които имат по-обща математическа концепция. Име квантова механика Това означава, че някои физически количества като момента на импулс могат да се променят само отделен, и не непрекъснато (см. Аналогов) метод.

Например, моментът на електронния импулс, свързан с атом или молекула, квантова и може да приема само стойностите на множеството на горната постоянна дъска. Тази квантура увеличава орбитала на електрона за поредица от цял първичен квантов число. За разлика от това, моментът на импулс на несвързани електрони, които са близо, не се определят количествено. Постоянният Planck се използва и в квантова теория на светлината, където светлинният квантов е фотон, а материята взаимодейства с енергията чрез прехода на електрони между атомите или "квантовия скок" на свързания електрон.
Единиците на постоянна дъска също могат да се разглеждат като момента на енергията. Например, в тематичната област на елементарната физика на частиците, виртуалните частици са представени като маса от частици, които спонтанно възникват от вакуума в много малка площ и играят роля в тяхното взаимодействие. Границата на живота на тези виртуални частици е енергията (маса) на всяка частица. Квантовата механика има голяма област, но във всяка математическа част има постоянна дъска.

Изображение, озаглавено разбиране на квантовата физика стъпка 2

2. Научете за тежките частици. Тежките частици преминават от класическия до квантовия енергиен преход. Дори ако безплатен електрон, който има някои квантови свойства (като въртене), като несвързан електрон, се приближава към атома и се забавя (вероятно поради излъчването на фотоните), той се движи от класически до квантово поведение, тъй като енергията му се намалява под енергийната йонизация. Електронът се свързва с атома и неговия момент на импулс по отношение на атомното ядро, е ограничен до квантовата стойност на орбитата, която може да заема. Този преход е внезапен. Тя може да бъде сравнена с механична система, която променя състоянието му от нестабилни до стабилни, или поведението му варира в прост хаотично, или дори може да бъде сравнено с ракетен кораб, който се забавя и отива под скоростта на разделяне и заема орбита и заема орбита някаква звезда или друг небесен обект. За разлика от тях, фотоните (които са безтегловни) такъв преход не се извършва: те просто пресичат пространството непроменено, докато взаимодействат с други частици и не изчезват. Ако погледнете нощното небе, фотоните от някои звезди без промяна на дългите светлинни години, след това си взаимодействат с електрона в молекулата на вашата ретина, излъчваща енергията си и след това изчезвайте.

Метод 2 от 8:

Иновативни идеи

един. Бъдете в крак с иновациите в квантовата теория. Трябва да ги познавате добре, сред тях има такива като:

Квантовото поле следва правилата, които се различават леко от това, което срещаме всеки ден.
Действие (момент на импулс) не е непрекъснат, той се състои от малки индивидуални елементи.
Елементарните частици се държат както като частици, така и като вълни.
Движението на дадена частица е по същество случайно и може да бъде предвидено само с помощта на теорията на вероятността.
Физически е невъзможно да се измери положението и импулсът на частиците с точността на постоянния бар. По-точно, измерете една стойност, толкова по-малка ще бъде в измерването на друг.

Метод 3 от 8:

Дуализъм частици и вълни

един. Разгледайте концепцията за дуализма на частиците и вълните. Този постулат заявява, че цялата материя има свойствата на частиците и вълните. Този дуализъм е основната концепция за квантовата механика, прави неспособна класическа концепция за "частици" и "вълнения" на пълно описание на поведението на квантовите частици.

За пълния обем познания за дуализма на материята е необходимо да се знае за ефекта на Componton, фотоволтаичния ефект, дължината на вълната de Broglie и формулата на дъската за черни тела. Всички тези ефекти и теории доказват дуализма на естеството на материята.
Учените са проведени много експерименти със светлина, доказвайки, че светлината може да се държи и като частица, и като вълна ... през 1901 г., Max Planck публикува изследвания, че успя да възпроизведе наблюдавания спектър от светлина, излъчван от светлинен обект, излъчван от светлинен обект. За да завършите това проучване, барът трябваше да го направи Фокусиран Математическо предположение за количествени осцилатори (червени атоми на тялото), че празна радиация. По-късно Айнщайн предложи това е електромагнитното излъчване, което се превръща в фотони.

Метод 4 от 8:

несигурност

един. Разгледайте принципите на несигурност. Този принцип твърди, че някои двойки физични свойства, като например позицията и импулса, не могат да бъдат известни с висока степен на точност по едно и също време. В квантовата физика частицата е описана като група вълни, което води до това явление. Разгледайте измерването на позицията на частицата. Тя може да бъде навсякъде. Пакетът на вълната на частиците има ненулева амплитуда, което означава, че позицията на нейната неопределена - тя може да бъде почти навсякъде в разпространението на вълната. За точното измерване на позицията, тази вълна група трябва да бъде "компресирана" колкото е възможно повече, което означава, че тя трябва да бъде съставена от увеличено количество синусоид сгънат заедно. Пулсът на частиците е пропорционален на вълната на една от тези вълни, но може да бъде всеки от тях. Така че, по-точно измерване на позицията - чрез комбиниране на повече вълни - означава, че измерването на пулса става по-малко точно (и обратно).

Метод 5 от 8:

Функции на вълната

един. Научете повече за функциите на вълната. Функцията на вълната или вълната функция е математически инструмент в квантовата механика, която описва квантовото състояние на системата за частици или частици. Често се използва като свойство на частици, свързано с техния дуализъм на корпускуларния вълни, който се обозначава с ψ (позиция, време), където | ψ | Също така вероятността за намиране на обект в определена позиция в определено време.

Например, в атом с един електрон, като водород или йонизиран хелий, функцията на вълновите електрони съдържа пълно описание на електронното поведение. Тя може да бъде разложена на редица атомни орбитали, които формират основата за възможни вълни. За атом, който има повече от един електрон (или всяка система с множество частици), основното пространство се състои от възможни конфигурации на всички електрони и вълновата функция описва вероятностите на тези конфигурации.
Когато решавате домашна работа с участието на вълнова функция, задължително е да сте добри познания за сложни числа. Друга предпоставка е математиката на линейна алгебра, формулата на Ойлер от сложния анализ и обозначението на Direc BRA и KET.

Метод 6 от 8:

Шрьодингер уравнение

един. Разглобете уравнението на Schrödinger. Това уравнение описва как квантовото състояние на физическата система се променя с времето. Тя е фундаментална в квантовата механика, като законите на Нютон в класическата механика. Разтворът на уравнението на Schrödinger описва не само молекулярните, атомните и субатомните системи, но също така и макросистема, може би дори цялата вселена.

Общата форма на уравнението на Schrödinger зависи от времето и дава описание на развитието на системата с течение на времето.
За стационарната система се прилага уравнението на Schrödinger, което не зависи от времето. Приблизителните решения не зависят от времето. Уравненията на Schrödinger обикновено се използват за изчисляване на енергийните нива и други свойства на атомите и молекулите.

Метод 7 от 8:

Квантово суперпозиция

един. Разглобете квантовата суперпозиция. Той се отнася до квантовите механични свойства на решенията на уравнението на Schrödinger. Тъй като уравнението на Schrödinger е линейно, ще бъде решена и всяка линейна комбинация от решения на определено уравнение. Това математическо свойство на всички линейни уравнения е известно като принцип на суперпозиция. В квантовата механика, такива решения често са ортогонални, например, като например енергийни нива на електрон. По този начин се оказва, че енергията припокриване се задвижва до нула и средната стойност на изявлението (всяко състояние на суперпозицията) е средното изявление на оператора в отделна държава, умножено по дела на състоянието на суперпозицията, t "В", което е.

Метод 8 от 8:

Пренебрегване на класическата живопис

един. Нека се обърнем към концепциите за класическата физика. В квантовата механика пътят на частицата е напълно идеализиран по различен начин, а старата квантова теория представлява само модел на играчки, за да се разбере атомната хипотеза.

В км пътят на частиците е представен така, сякаш преминава през набор от пътеки, в класическата механика, пътят на частиците се определя от неговата траектория, но има много начини да има много пътища, за които тази частица може да пътува. Тази истина е скрита в двукоси експеримент, в който електронът се явява като дуализъм с корпускулар, и тази идея е напълно обяснена от интегралния път на Фейнман.
В км от постоянната нормализация е много важно, тъй като определя възможността за намиране на частица, равна на една и CM също потвърждава принципа на суперпозиция.
За да разберете най-високото ниво на km, трябва напълно да игнорирате модела на играчките (модел на Бора). Причината е проста - не можете да определите точния път на електрона на различни орбитални нива.
Ако класическият лимит H се стреми към нула, резултатите от km стават най-близо до класическата механика.
Класическите резултати могат да бъдат получени чрез използване на средната стойност, а най-добрият пример е теоремата на емген. Той се показва с помощта на оперативния метод.

Съвети

Решават цифровите задачи от курса на физиката на гимназията като практика за работа, изискваща математическо решение в квантовата физика.
Някои задължителни условия за квантовата физика включват класическа механика, функция Хамилтън и различни свойства на вълната, като интерференция, дифракция и t.Д. Консултирайте се с учебници или попитайте вашия учител по физика. Необходимо е да се постигне ясно разбиране на физиката на висшето образование и нейните задължителни условия. Ще се нуждаете от малко, за да научите математиката на ниво колеж. Да създадете схема (план за обучение), вижте съдържанието в Schaums Ontline.
Има серия от онлайн лекции за квантовата механика в YouTube. Гледам към http: // YouTube.Com / Education?Категория = Университет / наука / физика / квантова% 20механика .