Quantum vs Classical Mechanics
Kvantmekanik och klassisk mekanik är två hörnstenar i fysiken vi känner till idag. Klassisk mekanik beskriver beteendet hos makroskopiska kroppar, som har relativt små hastigheter jämfört med ljusets hastighet. Kvantmekanik beskriver beteendet hos mikroskopiska kroppar som subatomära partiklar, atomer och andra små kroppar. Dessa två är de viktigaste områdena inom fysiken. Det är viktigt att ha en ordentlig förståelse inom dessa områden för att kunna utmärka sig i någon del av fysiken. I den här artikeln kommer vi att diskutera vad kvantmekanik och klassisk mekanik är, var de tillämpas, deras speciella egenskaper, likheterna mellan kvantmekanik och klassisk mekanik, deras variationer och slutligen skillnaden mellan kvantmekanik och klassisk mekanik.
Vad är klassisk mekanik?
Klassisk mekanik är studiet av makroskopiska kroppar. Makroskopiska kroppars rörelser och statik diskuteras under klassisk mekanik. Klassisk mekanik har tre olika grenar. De är nämligen newtonsk mekanik, lagrangiansk mekanik och Hamiltonsk mekanik. Dessa tre grenar är baserade på de matematiska metoder och kvantiteter som används för att studera rörelsen. Till exempel använder Newtons mekanik vektorer som förskjutning, hastighet och acceleration för att studera objektets rörelse, medan Lagrangmekaniken använder energiekvationer och energiförändringshastighet för att studera. Den rätta metoden väljs beroende på problemet som ska lösas. Klassisk mekanik tillämpas på platser som planetrörelser, projektiler och de flesta händelser i det dagliga livet. Inom klassisk mekanik behandlas energi som en kontinuerlig storhet. Ett system kan ta vilken mängd energi som helst i klassisk mekanik.
Vad är kvantmekanik?
Kvantmekanik är studiet av mikroskopiska kroppar. Termen "kvantum" kommer från det faktum att energin i ett mikroskopiskt system kvantiseras. Fotonteorin är en av hörnstenarna i kvantmekaniken. Den säger att ljusets energi är i form av vågpaket. Heisenberg, Max Plank, Albert Einstein är några av de framstående forskarna som är involverade i utvecklingen av kvantmekaniken. Kvantmekaniken delas in i två kategorier. Den första är kvantmekaniken hos icke-relativistiska kroppar. Detta fält studerar kvantmekaniken hos partiklar med relativt små hastigheter jämfört med ljusets hastighet. Den andra formen är relativistisk kvantmekanik, som studerar partiklar som rör sig med hastigheter som är kompatibla med ljusets hastighet. Heisenbergs osäkerhetsprincip är också en mycket viktig teori bakom kvantmekaniken. Den anger att en partikels linjära rörelsemängd och positionen för den partikeln i samma riktning inte kan mätas samtidigt med 100 % noggrannhet.
Vad är skillnaden mellan klassisk mekanik och kvantmekanik?
• Kvantmekanik tillämpas på mikroskopiska kroppar medan klassisk mekanik endast är tillämplig på makroskopiska kroppar.
• Kvantmekanik kan tillämpas på makroskopiska kroppar men klassisk mekanik kan inte tillämpas på mikroskopiska system.
• Klassisk mekanik kan betraktas som ett specialfall av kvantmekanik.
• Klassisk mekanik är ett fullt utvecklat område medan kvantmekanik fortfarande är ett område i utveckling.
• Inom klassisk mekanik är de flesta kvanteffekter som energikvantisering, osäkerhetsprincip inte användbara.
