Константин Марсов
Константин Марсов

Сможете ли вы объяснить далекому от физики человеку, основные положения Квантовой механики? То есть, в общих чертах рассказать о ней!

2 570
98
1
Ответы
Ne
Next2001

Слово «квант» происходит от латинского quantum («сколько, как много») и английского quantum («количество, порция, квант»). «Механикой» издавна принято называть науку о движении материи. Соответственно, термин «квантовая механика» означает науку о движении материи порциями (или, выражаясь современным научным языком науку о движении квантующейся материи). Термин «квант» ввел в обиход немецкий физик Макс Планк (см. Постоянная Планка) для описания взаимодействия света с атомами.Квантовая механика часто противоречит нашим понятиям о здравом смысле. А всё потому, что здравый смысл подсказывает нам вещи, которые берутся из повседневного опыта, а в своем повседневном опыте нам приходится иметь дело только с крупными объектами и явлениями макромира, а на атомарном и субатомном уровне материальные частицы ведут себя совсем иначе. Принцип неопределенности Гейзенберга как раз и очерчивает смысл этих различий. В макромире мы можем достоверно и однозначно определить местонахождение (пространственные координаты) любого объекта (например, этой книги). Не важно, используем ли мы линейку, радар, сонар, фотометрию или любой другой метод измерения, результаты замеров будут объективными и не зависящими от положения книги (конечно, при условии вашей аккуратности в процессе замера). То есть некоторая неопределенность и неточность возможны — но лишь в силу ограниченных возможностей измерительных приборов и погрешностей наблюдения. Чтобы получить более точные и достоверные результаты, нам достаточно взять более точный измерительный прибор и постараться воспользоваться им без ошибок.Теперь если вместо координат книги нам нужно измерить координаты микрочастицы, например электрона, то мы уже не можем пренебречь взаимодействиями между измерительным прибором и объектом измерения. Сила воздействия линейки или другого измерительного прибора на книгу пренебрежимо мала и не сказывается на результатах измерений, но чтобы измерить пространственные координаты электрона, нам нужно запустить в его направлении фотон, другой электрон или другую элементарную частицу сопоставимых с измеряемым электроном энергий и замерить ее отклонение. Но при этом сам электрон, являющийся объектом измерения, в результате взаимодействия с этой частицей изменит свое положение в пространстве. Таким образом, сам акт замера приводит к изменению положения измеряемого объекта, и неточность измерения обусловливается самим фактом проведения измерения, а не степенью точности используемого измерительного прибора. Вот с какой ситуацией мы вынуждены мириться в микромире. Измерение невозможно без взаимодействия, а взаимодействие — без воздействия на измеряемый объект и, как следствие, искажения результатов измерения.О результатах этого взаимодействия можно утверждать лишь одно:неопределенность пространственных координат × неопределенность скорости частицы > h/m,или, говоря математическим языком:Δx × Δv > h/mгде Δx и Δv — неопределенность пространственного положения и скорости частицы соответственно, h — постоянная Планка, а m — масса частицы.Соответственно, неопределенность возникает при определении пространственных координат не только электрона, но и любой субатомной частицы, да и не только координат, но и других свойств частиц — таких как скорость. Аналогичным образом определяется и погрешность измерения любой такой пары взаимно увязанных характеристик частиц (пример другой пары — энергия, излучаемая электроном, и отрезок времени, за который она испускается). То есть если нам, например, удалось с высокой точностью измерили пространственное положение электрона, значит мы в этот же момент времени имеем лишь самое смутное представление о его скорости, и наоборот. Естественно, при реальных измерениях до этих двух крайностей не доходит, и ситуация всегда находится где-то посередине. То есть если нам удалось, например, измерить положение электрона с точностью до 10–6 м, значит мы одновременно можем измерить его скорость, в лучшем случае, с точностью до 650 м/с.Из-за принципа неопределенности описание объектов квантового микромира носит иной характер, нежели привычное описание объектов ньютоновского макромира. Вместо пространственных координат и скорости, которыми мы привыкли описывать механическое движение, например шара по бильярдному столу, в квантовой механике объекты описываются так называемой волновой функцией. Гребень «волны» соответствует максимальной вероятности нахождения частицы в пространстве в момент измерения. Движение такой волны описывается уравнением Шрёдингера, которое и говорит нам о том, как изменяется со временем состояние квантовой системы.Картина квантовых событий в микромире, рисуемая уравнением Шрёдингера, такова, что частицы уподобляются отдельным приливным волнам, распространяющимся по поверхности океана-пространства. Со временем гребень волны (соответствующий пику вероятности нахождения частицы, например электрона, в пространстве) перемещается в пространстве в соответствии с волновой функцией, являющейся решением этого дифференциального уравнения. Соответственно, то, что нам традиционно представляется частицей, на квантовом уровне проявляет ряд характеристик, свойственных волнам.Согласование волновых и корпускулярных свойств объектов микромира (см. Соотношение де Бройля) стало возможным после того, как физики условились считать объекты квантового мира не частицами и не волнами, а чем-то промежуточным и обладающим как волновыми, так и корпускулярными свойствами; в ньютоновской механике аналогов таким объектам нет. Хотя и при таком решении парадоксов в квантовой механике всё равно хватает (см. Теорема Белла), лучшей модели для описания процессов, происходящих в микромире, никто до сих пор не предложил.

0
0
Mu
Murmash

1. Принцип относительности измерений. Результат измерения физической величины зависит от процесса измерения. Т.е. на языке операторов наблюдаемая физическая величина - это собственное значение оператора соответсвующей физ. величины.
2. Принцип неопределенности Гейзенберга. Координаты и импульс невозможно точно измерить одновременно.
3. Константа, определяющая связь классических и квантовых скобок Пуассона равна i/h, где i - мнимая единица, h - циклическая постоянна Планка. Этот принцип экспериментальный, т.к. значение h может быть получено путем сравнения собственных значений оператора энергии на соответсвующих уровнях.
Все остальное в квантовой механике выводится на основе этих 3 постулатов.

0
0
Svetlana Hrostovskaya
Svetlana Hrostovskaya

Квантовая механика,фундаментальная физическая теория динамического поведения всех элементарных форм вещества и излучения,а также их взаимодействий.Квантовая механика представляет собой теоретическую основу,на которой строится современная теория атомов,атомных ядер, молекул и физических тел,а также элементарных частиц,из которых все это состоит.Квантовая механика была создана учеными,стремившимися понять,как устроен атом.Атомные процессы в течение многих лет изучали физики и особенно химики, при изложении данного вопроса мы будем, не вдаваясь в подробности теории, следовать историческому ходу развития предмета.

0
0
О(
Олег (Lord Drag Black Devil)

Основное: В микромире мы не можем с точностью сказать где находится объект -- поэтому определяем все характеристики через вероятность того что объект локализован в данном объеме пространства или пространства-времени в релятивистском случае. Есть величины которые мы одновременно измерить не можем, например если мы знаем где находится объект, то сказать что определенное о его скорости (правильнее говорить о количестве движения или импульсе) -- мы не можем, это называется соотношение неопределенности.

0
0
Валентина Васильева
Валентина Васильева

Объясняю. Квантовая механика - волновая механика, теория устанавливающая способ описания и законы движения микрочастиц (элементарных частиц, атомов, молекул, атомных ядер) и их систем (например, кристаллов).

Законы К. м. составляют фундамент изучения строения вещества. Они позволили выяснить строение атомов, установить природу химической связи, объяснить периодическую систему элементов, понять строение ядер атомных, изучать свойства элементарных частиц.

0
0
Алексей Горталов
Алексей Горталов

Запросто. Самый главный закон в квантовой физике - Закон неопределённости Гайзенберга - нельзя одновременно знать координаты и скорость элементарной частицы. Пока не произвели замер - нельзя сказать где находиться электрон.

0
0
Slavny
Slavny

Все просто - крутните монетку на столе. Пока она вертится - она находится в состоянии неопределенности - она и решка и орел одновременно. И существует только вероятность того, что она окажется в том или ином состоянии )

0
1
РК
Роман Каюков

а чего тут рассказывать....грохнуло...а дальше понеслось.....и в зависимости от плотности пространства и наличия в нем энергетических полей....понеслось дальше, приобретая ту или иную форму.....

0
0
СР
Сергей Романенков

Формула Энштейна:
hν = Aвых + eUз.
Спектр атома водорода:

Правило Бора:
hν = En – Em,
где m = 1,2,3...; n = m + 1, m + 2, m + 3...
Энергия связи атомного ядра:
Eсв = Δmc2;
Δm = Zmp + Nmn – mя.
Закон радиоактивного распада:

0
0
РЛ
Роксана Линдрман

Нет это практически невозможно. Как объяснить человеку про электронное облако, если он не имеет понятия электрон. Нужны знания физики. Атомы, теории, фотон и общее понятие микромира.

0
0
Валерий Симоненко
Валерий Симоненко

Могу! Если хотите, даже "на спичках" для людей,которым не очень важны положения Планка и состояния зон Френеля в зависимости от энергосостояния данных уровней. Вы удовлетворены?

0
0
Майя Петрова
Майя Петрова

Нет- вообще физику не понимаю. Недавно учёные открыли, что вся физика - неправильная и не отражает истинной картины процессов в мире! А я давно это подозревала!

3
0
Константин Марсов
Константин Марсов

Нет, ученые такого не открывали))

1
Майя Петрова
Майя Петрова

Открывали!

1
Константин Марсов
Константин Марсов

Это не открытие, а лишь гипотеза

1
Лика Карташова
Лика Карташова

да ты что милый в двух словах не расскажешь но если хочешь узнать напиши в яндексе - основные положения Квантовой механики и читай сколько тебе влезет

0
0
ГЧ
Галина Чаплинская Против Войны

Я только помню, что это квантовая механика-механика микромира. Обычные законы механики там не действуют. (Что могла запомнить, читая Стивена Хокинга).

0
1
ВТ
Василий Теркин

Резерфорд как-то сказал: "Если ученый не сможет объяснить уборщице, чем он занимается в лаборатории - он сам не знает, чем он там занимается!"

0
0
ВВ
Вера Волкова

Зачем же в общих чертах, с инете можно не только основные положения вычитать, а пройти полный курс квантовой механики. 🙂

0
0
Фиан
Фиан

Нет ничего проще: квантование энергии, корпускулярно-волновой дуализм и вероятностный характер законов микромира.

0
0
😼🎧♪♫𝕾𝖆𝖓𝖊𝖐♫♪🎧😼
😼🎧♪♫𝕾𝖆𝖓𝖊𝖐♫♪🎧😼

Я думаю он спросит че такое квант. Как я щас 😂 и другие слова непонятные в объяснении. Надо сначала все учить

1
0
Константин Марсов
Константин Марсов

Это правильный подход!

1
Niemand Против Войны
Niemand Против Войны

Законы микромира в корне отличаются от законов макромира. Этого достаточно для человека, далёкого от физики.

1
1
Константин Марсов
Константин Марсов

И то верно!

1
ПТ
Павел Толкач

все состоит из очочочень маленьких кирпичиков, причем ведут они себя как живые, что до конца не изучено. во!

0
0
Следующая страница
Похожие вопросы
Закостенелые догмы физиков, *алё, мы ищем таланты*. Квантовая механика,Флуоресцентная система трубочек и Магия мозга..?…
Возврат ноутбука по страховке я пришел в эльдорадо и подтвердилась поломка со стороны механики, мне предложили поменять…
Какую одновременно фразу можно сказать девушке и механику?😂
Мужики в гараже сошлись во мнении, что если уж и брать Теслу, то дизельную и на механике!
Купил Клаву! За тыячу долл ! Она не кавая! С неё пишу! Приконьно! Тут букв не видно! Гофно оттойное) ппИШУ НА УГАДД! оЧ…
Помню в командировку ездил тренажер на сушки чинить. Компы быстро починил. Но на УСО и механику меня не учили. Поэтому …
Как эта скульптура из китайского аэропорта города Шанхай связана с АППАРАТУРОЙ из фильмов про Анжелику (муж которой п…
https://habr.com/ru/articles/710452/ Физики уверены, что решение задачи по созданию червоточины неразрывно связано с те…