Hoe komt u erachter dat Quantum Physics

Quantum Physics (het is een kwantumtheorie of kwantummechanica) - dit is een afzonderlijke richting van de natuurkunde, die zich bezighoudt met de beschrijving van het gedrag en de interactie van materie en energie op het niveau van elementaire deeltjes, fotonen en sommige materialen bij zeer lage temperaturen. Het veld Quantum wordt gedefinieerd als "Actie" (of in een aantal hoekmomentum) deeltjes, die in grootte bevinden zich in de grootte van de kleine fysieke constante, die een constante plank wordt genoemd.

Stappen

Methode 1 van 8:

Permanent planck

een. Begin met de studie van het fysieke concept van een constante balk. In de kwantummechanica is een constante plank een kwantum van actie, aangeduid als H. Evenzo, voor het communiceren van elementaire deeltjes, quantum moment van impuls - Dit is de gereduceerde permanente balk (permanente riem gedeeld door 2 π) is aangegeven als H en genaamd "H met een functie". De waarde van de constante plank is extreem weinigen, het combineert de momenten van de impuls en de aanwijzing van acties die een meer algemeen wiskundig concept hebben. Naam kwantummechanica Het impliceert dat sommige fysieke hoeveelheden zoals het moment van impulsen alleen kunnen veranderen discreet, en niet continu (cm. Analoge) methode.

Bijvoorbeeld het moment van een elektronenpuls, vastgebonden aan een atoom of molecuul, quantum en kan alleen de waarden van een veelvoud van de bovenstaande constante plank accepteren. Deze kwantisering verhoogt de elektronenbundel in een reeks van het hele primaire kwantumnummer. Daarentegen is het moment van impuls van niet-gerelateerde elektronen, die in de buurt zijn, niet gekwantiseerd. Permanente Planck wordt ook gebruikt in een kwantumtheorie van licht, waarbij het licht quantum foton is, en de materie interageert met de energie door de overgang van elektronen tussen de atomen of de "kwantumsprong" van het bijbehorende elektron.
Eenheden van een constante plank kunnen ook worden bekeken als het moment van energie. In het onderwerpgebied van elementaire deeltjesfysica worden bijvoorbeeld virtuele deeltjes weergegeven als de massa van deeltjes die spontaan voortaan voortvloeien uit vacuüm in een zeer klein gebied en een rol spelen bij hun interactie. De limiet van het leven van deze virtuele deeltjes is de energie (massa) van elk deeltje. Quantum Mechanics heeft een groot onderwerpgebied, maar in elk wiskundig deel is er een constante plank.

Titel afbeelding Begrijp Quantum Physics Stap 2

2. Meer informatie over zware deeltjes. Zware deeltjes passeren van de klassieke tot quantum-energietransitie. Zelfs als een vrij elektron, dat enige kwantumeigenschappen (zoals rotatie), als een niet-gebonden elektron, het atoom nadert en vertraagt (mogelijk als gevolg van de emitting van de fotonen), beweegt het van klassiek naar quantumgedrag, sinds zijn energie wordt verlaagd onder energie-ionisatie. Het elektron bindt zich aan het atoom en het moment van impuls ten opzichte van de atoomkern is beperkt tot de kwantumwaarde van de baan, die het kan bezetten. Deze overgang is plotseling. Het kan worden vergeleken met een mechanisch systeem dat zijn toestand van onstabiel verandert, of het gedrag varieert met een eenvoudig chaotisch of kan zelfs worden vergeleken met een raketschip, dat vertraagt en onder de scheidingssnelheid gaat een ster of een ander hemeltobject. In tegenstelling tot ze, wordt fotonen (die gewichtloos zijn), een dergelijke overgang niet uitgevoerd: ze kruisen gewoon de ruimte ongewijzigd totdat ze met andere deeltjes communiceren en niet verdwijnen. Als je naar de nachtelijke hemel, fotonen uit sommige sterren kijkt zonder lange lichte lichtjaren te veranderen, ga dan om met het elektron in het molecuul van je netvlies, en het uitzenden van je energie en verdwijnt dan.

Methode 2 van 8:

Innovatieve ideeën

een. Blijf op de hoogte van innovatie in de kwantumtheorie. Je moet ze goed kennen, waaronder daar zijn er, zoals:

Het veld Quantum volgt de regels die enigszins verschillen van wat we elke dag ontmoeten.
Actie (moment van impuls) is niet continu, het bestaat uit kleine individuele elementen.
Elementaire deeltjes gedragen zich zowel als deeltjes en als golven.
De beweging van een bepaald deeltje is inherent willekeurig, en het kan alleen worden voorspeld met de hulp van de waarschijnlijkheidstheorie.
Het is fysiek onmogelijk om de positie te meten, en de deeltjespuls met de nauwkeurigheid van de permanente balk. Nauwkeuriger, meten één waarde, de minder nauwkeurigheid zal in de meting van een ander zijn.

Methode 3 van 8:

Dualisme deeltjes en golven

een. Onderzoek het concept van dualisme van deeltjes en golven. Dit postulaat staat dat alle materie de eigenschappen van deeltjes en golven heeft. Dit dualisme is het belangrijkste concept van kwantummechanica, maakt een niet-klassiek concept over "deeltjes" en "golven" van een volledige beschrijving van het gedrag van kwantumdeeltjes.

Voor het volledige volume van kennis van het dualisme van materie is het noodzakelijk om te weten over het effect van componton, het fotovoltaïsche effect, de golflengte van de Broglie en de plankformule voor zwarte lichamen. Al deze effecten en theorieën bewijzen het dualisme van de aard van materie.
Wetenschappers hebben veel experimenten uitgevoerd met licht, bewijzen dat het licht zich kan gedragen en als een deeltje, en als een golf ... In 1901 publiceerde Max Planck onderzoek dat hij erin slaagde het waargenomen spectrum van licht uitgestraald te reproduceren door een lichtgevend object. Om deze studie te voltooien, moest de bar te doen gericht Wiskundige aanname van gekwantiseerde oscillatoren (zwarte lichaamsatomen) die lege straling legt. Later suggereerde Einstein dat dit de elektromagnetische straling zelf is, die wordt omgezet in fotonen.

Methode 4 van 8:

onzekerheid

een. Ontdek de principes van onzekerheid. Dit principe betoogt dat sommige paren fysische eigenschappen, zoals bijvoorbeeld de positie en impulse, niet tegelijkertijd bekend kunnen worden met een hoge mate van nauwkeurigheid. In de kwantumfysica wordt het deeltje beschreven als een groep golven, wat leidt tot dit fenomeen. Overweeg de meting van de positie van het deeltje. Ze kan overal zijn. Het deeltjesgolfpakket heeft een niet-nul-amplitude, wat betekent dat de positie van zijn onbepaalde tijd - het bijna overal in de verspreiding van de golf kan zijn. Voor nauwkeurige meting van de positie moet deze golfgroep zo veel mogelijk worden `gecomprimeerd`, wat betekent dat het moet worden samengesteld uit een verhoogde hoeveelheid sinusoïde die aan elkaar is gevouwen. De puls van de deeltjes is evenredig met het golfnummer van een van deze golven, maar het kan een van hen zijn. Dus een nauwkeurigere meting van de positie - door meer golven te combineren - betekent dat de meting van de puls minder nauwkeurig wordt (en vice versa).

Methode 5 van 8:

Functies van de golf

een. Meer informatie over Wave-functies. De functie van de golf- of golffunctie is een wiskundig hulpmiddel in de kwantummechanica, die de quantumstatus van het deeltjes- of deeltjessysteem beschrijft. Het wordt vaak gebruikt als een deeltjesbezit in verband met hun corpusculaire golfdualisme, dat wordt aangeduid door ψ (positie, tijd) waar | ψ | Even de waarschijnlijkheid om een object in een bepaalde positie op een bepaalde tijd te vinden.

Bijvoorbeeld, in een atoom met een enkel elektron, zoals waterstof of geïoniseerde helium, bevat een golf-elektronenfunctie een volledige beschrijving van het elektrongedrag. Het kan worden ontleend aan een aantal atomaire orbitalen die de basis vormen voor mogelijke golffuncties. Voor een atoom dat meer dan één elektron (of elk systeem met een aantal deeltjes) heeft, bestaat de basisruimte uit mogelijke configuraties van alle elektronen en de golffunctie beschrijft de kansen van deze configuraties.
Bij het oplossen van een huiswerk met de deelname van een golffunctie, is het verplicht om goede kennis van complexe getallen te zijn. Een andere vereiste is wiskunde van een lineaire algebra, de EULER-formule van de complexe analyse en de aanwijzing van Dirac BH en KET.

Methode 6 van 8:

Schrödinger-vergelijking

een. Demonteer de Schrödinger-vergelijking. Deze vergelijking beschrijft hoe de quantumstatus van het fysieke systeem verandert met de tijd. Het is fundamenteel in de kwantummechanica, als de wetten van Newton in de klassieke mechanica. De oplossing van de Schrödinger-vergelijking beschrijft niet alleen moleculaire, atomaire en subatomaire systemen, maar ook een macrosysteem, misschien zelfs het hele universum.

De totale vorm van de Schrödinger-vergelijking is op tijd af en geeft een beschrijving van de ontwikkeling van het systeem in de loop van de tijd.
Voor het stationaire systeem wordt de Schrödinger-vergelijking toegepast, die niet op tijd afhankelijk is. Geschatte oplossingen zijn niet afhankelijk van de tijd. Schrödinger-vergelijkingen worden meestal gebruikt om het energieniveau en andere eigenschappen van atomen en moleculen te berekenen.

Methode 7 van 8:

Quantum Superposition

een. Demonteer een quantum superpositie. Het verwijst naar de kwantummechanische eigenschappen van oplossingen van de SCHRÖDINGER-vergelijking. Omdat de Schrödinger-vergelijking lineair is, zal elke lineaire combinatie van oplossingen van een bepaalde vergelijking ook worden opgelost. Dit wiskundige eigendom van alle lineaire vergelijkingen staat bekend als het principe van superpositie. In de kwantummechanica zijn dergelijke oplossingen vaak orthogonaal, bijvoorbeeld, zoals energieniveaus van een elektron. Door dit te doen, blijkt dat de overlappingsenergie naar nul wordt gedreven en de gemiddelde verklaringwaarde (elke staat van de superpositie) is de gemiddelde verklaring van de exploitant in een individuele staat, vermenigvuldigd met het aandeel van de toestand van de superpositie, "In" wat het is.

Methode 8 van 8:

Klassiek schilderen negeren

een. Laten we ons wenden tot de concepten van klassieke fysica. In de kwantummechanica is het pad van het deeltje volledig geïdealiseerd op een andere manier, en de oude kwantumtheorie vertegenwoordigt alleen een speelgoedmodel om de atoomhypothese te begrijpen.

In km wordt het pad van de deeltjes gepresenteerd alsof het door de reeks paden passeert, in de klassieke mechanica, het pad van de deeltjes wordt bepaald door zijn traject, maar er zijn veel manieren om veel paden te hebben waarvoor dit deeltje kan reizen. Deze waarheid is verborgen in een tweeharig experiment, waarin het elektron zich leidt als een corpusculaire golfdualisme, en dit idee wordt volledig verklaard door het integrale pad van Feynman.
In km van de normalisatieconstante is het erg belangrijk, omdat het bepaalt dat de mogelijkheid om een deeltje gelijk aan één te vinden en de cm ook het principe van superpositie bevestigt.
Om het hoogste niveau van km te begrijpen, moet u het speelgoedmodel (BORA-model) volledig negeren. De reden is eenvoudig - u kunt het exacte pad van het elektron op verschillende orbitale niveaus niet bepalen.
Als de klassieke limiet h streeft naar nul, worden de resultaten van km het dichtst bij de klassieke mechanica.
Klassieke resultaten kunnen worden verkregen door gebruik te maken van de gemiddelde waarde, en het beste voorbeeld is de EHRENTEST-stelling. Het wordt weergegeven met de operationele methode.

Tips

Bepaal de numerieke taken uit de loop van de fysica van de middelbare school als een praktijk voor werk dat een wiskundige oplossing vereist in de kwantumfysica.
Enkele verplichte omstandigheden voor de kwantumfysica omvatten klassieke mechanica, Hamilton-functie en verschillende golfeigenschappen, zoals interferentie, diffractie en t.NS. Raadpleeg leerboeken of vraag de natuurkundige leraar. Het is noodzakelijk om een duidelijk inzicht te krijgen in de fysica van het hoger onderwijs en de verplichte omstandigheden ervan. Je hebt een beetje nodig om de wiskunde van de universiteitsniveau te leren. Raadpleeg de inhoud in om een schema (leerplan) te maken Schaums overzicht.
Er zijn een reeks online lezingen op de kwantummechanica op YouTube. Kijk naar http: // YouTube.COM / ONDERWIJS?Categorie = Universiteit / Wetenschap / Physics / Quantum% 20mechanica .

Deel in het sociale netwerk:

Hoe de kwantumfysica te bedenken

Stappen

Tips