квантовая механика

• IPA:

квантовая механика • (kvantovaja mexanika) nn

1. (fizika) kvantummechanika

Квантовая механика — это раздел физики, изучающий поведение материи и энергии на микроуровне, где действуют законы, отличные от классической физики. Она описывает природу атомов, элементарных частиц, фотонов и других объектов, чьи размеры и энергии лежат в диапазоне квантового масштаба.

—

Основные принципы квантовой механики

1. Дискретность (кванты энергии) Энергия и другие физические величины не могут принимать произвольные значения, а существуют в определённых "порциях" — квантах. Например, электрон в атоме может находиться только на определённых уровнях энергии.

2. Дуализм частицы и волны Частицы, такие как электроны и фотоны, ведут себя как волны и частицы одновременно. Это проявляется, например, в явлениях дифракции и интерференции света.

3. Принцип неопределённости Гейзенберга Невозможно одновременно точно измерить две сопряжённые величины, такие как положение и импульс частицы. Чем точнее известно одно, тем менее точно можно определить другое.

$${\displaystyle \Delta x\cdot \Delta p\geq {\frac {\hbar }{2}}}$$

Здесь ${\textstyle \Delta x}$ — неопределённость в положении, ${\textstyle \Delta p}$ — неопределённость в импульсе, ${\textstyle \hbar }$ — постоянная Планка, делённая на ${\textstyle 2\pi }$.

4. Вероятностный характер В квантовой механике невозможно точно предсказать исход события, можно лишь рассчитать вероятность. Например, траекторию электрона нельзя точно указать, но можно предсказать области, где его нахождение наиболее вероятно.

5. Суперпозиция состояний Частица может находиться в нескольких состояниях одновременно, пока не произведено измерение. Примером является знаменитая мысленная модель "Кот Шрёдингера", где кот одновременно "жив" и "мертв", пока мы не откроем коробку.

6. Запутанность (энтанглмент) Квантовые частицы могут находиться в таком состоянии, что их характеристики взаимосвязаны независимо от расстояния между ними. Измерение одной частицы мгновенно влияет на состояние другой.

—

Основные уравнения квантовой механики

1. Уравнение Шрёдингера Это фундаментальное уравнение описывает, как изменяется состояние квантовой системы со временем:

$${\displaystyle i\hbar {\frac {\partial \Psi }{\partial t}}={\hat {H}}\Psi }$$

Здесь: - ${\textstyle \Psi }$ — волновая функция системы, - ${\textstyle {\hat {H}}}$ — оператор гамильтониана (энергии), - ${\textstyle \hbar }$ — постоянная Планка, - ${\textstyle i}$ — мнимая единица.

Волновая функция ${\textstyle \Psi }$ содержит всю информацию о системе и позволяет вычислять вероятности событий.

2. Соотношение де Бройля Луи де Бройль предположил, что каждая частица связана с волной:

$${\displaystyle \lambda ={\frac {h}{p}}}$$

Здесь ${\textstyle \lambda }$ — длина волны, ${\textstyle h}$ — постоянная Планка, ${\textstyle p}$ — импульс частицы.

3. Релятивистское уравнение Дирака Описывает поведение частиц с учётом релятивистских эффектов и ввело понятие античастиц.

—

Применение квантовой механики

1. Полупроводники и электроника Квантовая механика лежит в основе технологий транзисторов, диодов, микрочипов и лазеров.

2. Современная медицина Квантовые принципы используются в создании МРТ, ПЭТ-сканеров и других высокоточных приборов.

3. Квантовые вычисления Разработка квантовых компьютеров, которые способны решать задачи, недоступные классическим компьютерам.

4. Оптика и фотоника Лазеры, светодиоды, оптоволокно — всё это стало возможным благодаря квантовой механике.

5. Нанотехнологии Исследование и управление свойствами материалов на атомном уровне.

6. Атомные часы Используются для высокоточного измерения времени и GPS-навигации.

—

Исторические фигуры квантовой механики

- Макс Планк — основоположник квантовой теории, предложивший гипотезу квантов энергии. - Альберт Эйнштейн — объяснил фотоэффект, за что получил Нобелевскую премию. - Нильс Бор — создал модель атома, основанную на квантовых уровнях энергии. - Вернер Гейзенберг — сформулировал принцип неопределённости. - Эрвин Шрёдингер — разработал волновую механику и уравнение Шрёдингера. - Пауль Дирак — соединил квантовую механику с теорией относительности.

—

Философские аспекты

Квантовая механика изменяет наше понимание реальности. Она показывает, что мир на фундаментальном уровне вероятностен и зависит от наблюдателя. Это породило множество философских дискуссий о природе реальности, сознания и связи между ними.

—

Квантовая механика — это революционная наука, которая открыла новые горизонты в понимании мира. Она объясняет явления, которые не поддаются описанию с помощью классической физики, и продолжает вдохновлять учёных на дальнейшие открытия.

• квантовая механика - academic.ru (hu-ru)
• квантовая механика - academic.ru (ru-hu)
• квантовая механика - Szótár.net (ru-hu)
• квантовая механика - Dictzone (ru-hu)
• квантовая механика - LingvoLive
• квантовая механика - Большой толковый словарь
• квантовая механика - Яндекс (ru-hu)
• квантовая механика - Wikidata
• квантовая механика - Wikipédia (orosz)