Квантовая механика

Материал из РациоВики
Перейти к: навигация, поиск

Квантовая механика - это раздел теоретической физики, который описывает физические явления, в которых действие сравнимо по величине с постоянной Планка. Предсказания квантовой механики могут существенно отличаться от предсказаний классической механики. Поскольку постоянная Планка является чрезвычайно малой величиной по сравнению с действием макроскопических объектов, квантовые эффекты в основном проявляются в микроскопических масштабах. Если физическое действие системы намного больше постоянной Планка, квантовая механика органически переходит в классическую механику. Проще говоря, классическая механика имеет возможность адекватно описывать системы макроскопических масштабов, но если мы сталкиваемся с описанием явлений на уровне молекул, атомов, электронов, фотонов и других элементарных частиц то для описания их основных свойств на помощь к нам приходит квантовая механика. Теоретической основой для описания микрочастиц, их взаимодействий и превращений, является, так называемая, Квантовая теория поля.

Основа квантовой механики[править]

  • Основой квантовой механики является классическая механика, основанная на законах Ньютона и принципе относительности Галилея. В ХХ веке классическая механика столкнулась с рядом ограничений, а именно, предсказания классической механики становятся неточными для таких систем, скорость которых приближается к скорости света. Поведение таких систем описывает релятивистская механика. Классическая механика не в состоянии описывать поведение очень малых систем (на уровне микрочастиц). Для описания поведения таких систем и возникает такая наука, как квантовая механика. Квантовая теория поля позволяет описывать системы, для которых существенны и релятивистские, и квантовые эффекты.
  • Основной константой квантовой теории, является Постоянная Планка. Эту константу также называют квантом действия. Постоянная Планка - это коэффициент, связывающий величину энергии кванта электромагнитного излучения с его частотой так же, как и вообще величину кванта энергии любой линейной колебательной физической системы с её частотой, связывает энергию и импульс с частотой и пространственной частотой, действия с фазой и является квантом момента импульса. Впервые упомянута Планком в работе, посвящённой тепловому излучению, и потому названа в его честь. Обычное обозначение — латинское h.

h=6{,}626\ 069\ 57(29)\times10^{-34} Дж·c.

  • Бра и Кет - система обозначений, предназначенных для описания квантовых состояний.
  • Гамильтониан (Н) - в квантовой теории поля оператор полной энергии системы. В классической теории поля роль обобщённых координат играют функции поля в каждой точке пространства-времени; в квантовой теории поля они становятся операторами. Для системы взаимодействующих полей гамильтониан представляет собой сумму операторов энергии свободных полей и энергию их взаимодействия.

Фундаментальные понятия[править]