Kvantti vs. klassinen mekaniikka
Kvanttimekaniikka ja klassinen mekaniikka ovat kaksi fysiikan kulmakiveä, jotka tunnemme tänään. Klassinen mekaniikka kuvaa makroskooppisten kappaleiden käyttäytymistä, joilla on suhteellisen pienet nopeudet valon nopeuteen verrattuna. Kvanttimekaniikka kuvaa mikroskooppisten kappaleiden, kuten subatomisten hiukkasten, atomien ja muiden pienten kappaleiden, käyttäytymistä. Nämä kaksi ovat tärkeimpiä fysiikan aloja. On elintärkeää, että sinulla on asianmukainen ymmärrys näillä aloilla, jotta voisit menestyä missä tahansa fysiikan osassa. Tässä artikkelissa aiomme keskustella mitä kvanttimekaniikka ja klassinen mekaniikka ovat, missä niitä käytetään, niiden erityispiirteet, kvanttimekaniikan ja klassisen mekaniikan yhtäläisyydet, niiden vaihtelut ja lopuksi kvanttimekaniikan ja klassisen mekaniikan välinen ero.
Mikä on klassinen mekaniikka?
Klassinen mekaniikka on makroskooppisten kappaleiden tutkimus. Makroskooppisten kappaleiden liikkeitä ja staatiota käsitellään klassisessa mekaniikassa. Klassisella mekaniikalla on kolme erilaista haaraa. Ne ovat nimittäin Newtonin mekaniikkaa, Lagrangin mekaniikkaa ja Hamiltonin mekaniikkaa. Nämä kolme haaraa perustuvat matemaattisiin menetelmiin ja suureisiin, joita käytetään liikkeen tutkimiseen. Esimerkiksi Newtonin mekaniikka käyttää vektoreita, kuten siirtymä, nopeus ja kiihtyvyys, tutkia kohteen liikettä, kun taas Lagrangian mekaniikka käyttää energiayhtälöitä ja energianmuutosnopeutta tutkimaan. Oikea menetelmä valitaan ratkaistavan ongelman mukaan. Klassista mekaniikkaa käytetään esimerkiksi planeettaliikkeessä, ammuksissa ja useimmissa jokapäiväisen elämän tapahtumissa. Klassisessa mekaniikassa energiaa käsitellään jatkuvana suureena. Järjestelmä voi ottaa minkä tahansa määrän energiaa klassisessa mekaniikassa.
Mikä on kvanttimekaniikka?
Quantum mechanics is the study of microscopic bodies. The term “quantum” comes from the fact that energy of a microscopic system is quantized. The photon theory is one of the cornerstones of quantum mechanics. It states that the energy of light is in the form of wave packets. Heisenberg, Max Plank, Albert Einstein are some of the prominent scientists involved in developing the quantum mechanics. Quantum mechanics falls into two categories. The first one is quantum mechanics of non-relativistic bodies. This field studies the quantum mechanics of particles with relatively small speeds compared to the speed of light. The other form is relativistic quantum mechanics, which studies particles moving with speeds compatible with the speed of light. Heisenberg’s uncertainty Principal is also a very important theory behind quantum mechanics. It states that the linear momentum of a particle and the position of that particle in the same direction cannot be measured simultaneously with 100% accuracy.
Mikä on ero klassisen mekaniikan ja kvanttimekaniikan välillä?
• Kvanttimekaniikkaa sovelletaan mikroskooppisiin kappaleisiin, kun taas klassista mekaniikkaa sovelletaan vain makroskooppisiin kappaleisiin.
• Kvanttimekaniikkaa voidaan soveltaa makroskooppisiin kappaleisiin, mutta klassista mekaniikkaa ei voida soveltaa mikroskooppisiin järjestelmiin.
• Klassista mekaniikkaa voidaan pitää kvanttimekaniikan erityistapauksena.
• Klassinen mekaniikka on täysin kehittynyt ala, kun taas kvanttimekaniikka on edelleen kehittyvä ala.
• Klassisessa mekaniikassa suurin osa kvanttiefekteistä, kuten energian kvantisointi, epävarmuustekijä, eivät ole hyödyllisiä.
