Основные законы квантовой физики

законы квантовой физикиКвантовая физика — наиболее обсуждаемый и скандальный раздел науки. По сути, это одно из самых эффективных и точных открытий теоретической области знания. Законы квантовой физики, будучи примененными для расчета эксперимента, показывают ничтожные отклонения результатов — порядка миллионных долей процента. На каком же утверждении основана квантовая физика?

Все большое состоит из малого

Физика микромира, изучающая поведение атомов и процессы, происходящие при их взаимодействии, предусматривает механическую модель. То есть, атом условно можно представить в категориях, понятных каждому человеку. Законы квантовой физики, напротив, представляют атом в виде элементарной частицы, имеющей свойства материальной точки и волны излучения одновременно.

Основная теория, на которой базируется квантовая физика, гласит:

Энергия в любом виде поглощается или выделяется только отдельными порциями. Они, в свою очередь, могут состоять только из целого числа условных объектов, названных квантами. Энергия одного кванта определяется как произведение частоты на некий коэффициент пропорциональности.

Этот коэффициент, позже названный «постоянная Планка», был впервые введен Максом Планком и прозвучал в его докладе 14 декабря 1900 года. Именно этот день стал датой рождения теории квантов и положил начало процессу, который зародил законы квантовой физики.

Начальное понимание принципов квантовой физики, а именно — основного правила двойственности свойств любого объекта (корпускулярно — волновой дуализм) привело к открытию фотонов. Пытаясь объяснить механику фотоэффекта различных материалов, Альберт Энштейн выдвинул теорию, что свет состоит из отдельных квантов. Формулы, описывающие энергию, импульс и массу фотонов — относятся к базовым законам, описывающим квантовую природу не только света, но и любого другого высокочастотного излучения.

Теория, которая с трудом поддается пониманию

Отдельные части квантовой физики, к примеру, свет и волновые теории, связанные с ним, могут быть более-менее описаны понятиями из физики механических объектов. Да, свет имеет импульс, оказывает давление — это подтверждают эксперименты. Передача энергии с помощью света окружает нас каждый день, солнце отдает в пространство огромное количество тепла. Наличие у света массы было доказано последним.

С появлением чутких измерительных приборов и методов создания нужных условий удалось не только доказать, что воздействие света увеличивает массу объекта, но и получить реальные доказательства переноса физических элементов (частичек красителя) с помощью луча лазера из одной колбы в другую. Ученые не преминули тут же громко объявить, что законы квантовой физики позволяют объяснить фантастическое явление телепортации.

Относительно понятна работа еще одного явления. Законы квантовой физики, описывающие явление фотоэффекта, то есть излучение квантов под воздействием другого источника энергии, являются одними из базовых понятий. Если кратко, четыре закона фотоэффекта могут описать происходящее вокруг — явление, когда в темной комнате ничего не видно, кроме некоторых объектов. Или почему очень яркий свет приводит к «слиянию» разных цветов. А также то, по какой причине одни вещества хорошо отражают свет, а другие — нет.

Эффективность и спорность

Квантовая физика гласит, что любое физическое тело может быть описано как волна и материальный объект одновременно. И совершенно все равно — кирпич это или атом. И здесь возникают постоянные споры, различные концепции и модели, позволяющие лучше применить главный закон и принцип квантовой физики — корпускулярно-волновой дуализм. А главное, помочь понять всем, как именно проходят те или иные процессы, приводя их к общепринятым понятиям классической физики или механики.

«Законы» квантовой физики — видео

Написать комментарий:

Ваш email не будет опубликован.