说实话,量子力学所代表的现象很好解释,但是底层的机制理论很难解释。
我觉得要理解量子力学,当然可以看一些书,理解一些基本实验,但是也可以直接从基本假设去理解,因为这不比理解牛顿定律难。反正很多时候,我姑姑不懂牛顿定律。从基本假设来看,不需要数学
首先,我们需要知道量子物理研究的对象是什么。
量子物理研究的东西都是超小的。
假设我们肉眼能分辨的大小是一个足球场的大小,那么量子物理研究的是一个足球场上的棒球那么大的东西。
其次,为什么我们有量子物理?如果我们没有呢?
量子物理在现代科学技术的发展中起着重要的作用。
没有量子物理,就没有半导体,没有二极管,什么的。没有这些东西,就没有电脑、手机和互联网
先说量子力学最著名的理论:首先,记住一句话。量子物理只讲概率,不讲定律。你永远无法计算棒球在足球场上的位置,你只能计算它的概率。比如棒球在球门的概率是50%。在中场的概率是20%。所以你在一个高概率的地方寻找棒球,在球门而不是中场。
一切都是不确定的,只有一定的概率。
其次,世界上最著名的两位量子物理学家是薛定谔和海森堡。
薛定谔提出了超级著名的薛定谔方程
海森堡提出了测不准原理
薛定谔方程就是上述定律的一个很好的例子,只强调概率而不强调定律。薛定谔方程是什么样子的,没有物理学和数学的基础,就像是在读天书。
海森堡测不准原理,顾名思义,表达的是量子力学中的测不准。
量子力学的本质是什么?那是离散的。就好像我们生活中的钱只有10美分,50美分,1元的,没有222,230美元这种东西,19989.989599598985在没有量子概念的情况下,我们以为世界是连续的,后来发现是离散的。
那么,量子世界中什么是离散的呢?能量是离散的,电荷也是离散的。能量的分散,所以我们可以看到不同颜色的光。电荷是离散的,也就是说有一个最小电荷,也就是电子电荷,其他电荷是电子电荷的整数倍。
所以说,电力就像我们生活中的一分钱,是货币的最小尺度。
量子力学的这些特性使得解释许多现象成为可能。首先要解释的现象是炼钢时钢水的颜色与温度的关系。
你说红色钢水温度高。还是生钢水温度高?这涉及到量子力学的基础知识,即黑体辐射曲线满足什么方程?最后量子力学的鼻祖普朗克用能量的量子化来解释。
其次,我们要解释太阳光谱中的暗线是如何产生的,这只能用量子力学的能级跃迁知识来解释。当光学仪器的分辨率越来越高,特别是光栅发明之后,我们可以看到太阳光的暗线,而这些暗线的解释需要量子力学。
因此,光学的发展必然导致量子力学的诞生。当然还有很多例子,比如磁铁为什么是磁性的,玻璃为什么是透明的。这些问题的解释需要量子力学的知识。
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