고전 물리학의 부적절 함 :두 세계의 이야기
뉴턴 역학, 전자기 및 열역학을 포함하는 고전 물리학은 수세기 동안 최고를 통치하여 우리 주변의 세계를 놀라운 정확도로 설명했습니다. 그러나 우리의 이해가 깊어지면서 균열이 나타나기 시작 하여이 프레임 워크의 한계를 드러 냈습니다. 이러한 한계를 조사하고 양자 물리학이 우리의 이해에 어떻게 혁명을 일으켰는지 탐구합시다.
고전 물리학의 고유 한 특성 :
* 결정론 : 고전 물리학은 예측 가능한 우주를 가정합니다. 초기 조건과 힘을 고려할 때, 모든 시스템의 미래 상태는 절대적인 확실성으로 결정될 수 있습니다.
* 지역 : 고전 물리학의 상호 작용은 현지입니다. 물체는 유한 속도로 전파되는 접촉이나 필드를 통해서만 직접 영향을 미칩니다.
* 연속성 : 고전 물리학은 위치, 운동량 및 에너지와 같은 물리적 수량의 매끄럽고 지속적인 변화를 가정합니다.
* 파동 입자 이중성 : 빛은 파도로 취급되는 반면, 물질은 순전히 미립자로 간주됩니다.
고전 물리학이 부적절 해 보이는 이유 :
고전 물리학은 일상적인 현상을 성공적으로 설명하지만 원자력 및 아 원자 수준에서 특정 관찰을 설명하지 못합니다.
* 흑체 방사선 : 고전 물리학은 가열 된 물체가 모든 주파수에서 무한한 양의 에너지를 방출해야하며 실험적 관찰과 모순 될 것으로 예측합니다.
* 광전 효과 : 조명은 금속에 빛을 발할 때 전자를 방출하지만 방출 된 전자의 에너지는 빛의 강도와 무관하여 고전적인 기대를 무시합니다.
* 원자 스펙트럼 : 원자는 연속 방출의 고전적인 예측을 무시하는 특정의 개별 주파수에서 빛을 방출합니다.
* 파동 입자 이중성 : 실험은 빛과 물질이 파도와 같은 입자와 같은 특성을 나타내며 고전적인 구별과 모순된다는 것을 보여줍니다.
양자 물리학 :새로운 패러다임 :
양자 물리학은 혁신적인 대안으로 등장하여 고전 물리학의 실패에 대한 설명을 제공합니다. 다음 주요 개념을 통합합니다.
* 양자화 : 에너지, 운동량 및 기타 물리적 수량은 Quanta라는 개별 패킷에 존재합니다.
* 확률 : 시스템의 미래 상태는 결정 론적 예측이 아니라 확률 측면에서 설명됩니다.
* 중첩 : 입자는 여러 상태에 동시에 존재할 수 있으며, 관찰시 단일 상태로 붕괴 될 수 있습니다.
* 얽힘 : 두 개의 얽힌 입자는 거리에 관계없이 지역성을 무시하는 데 상관없이 서로에게 영향을 줄 수 있습니다.
고전 물리학과의 편차 예 :
* 원자의 Bohr 모델 : 전자는 고전 물리학에 의해 예측 된 연속 궤도와 달리 특정의 양자화 된 에너지 수준으로 핵을 공전합니다.
* 양자 터널링 : 입자는 충분한 에너지가 부족하더라도 고전적인 기대를 무시하더라도 잠재적 장벽을 통과 할 수 있습니다.
* 파동 입자 이중성 : 전통적으로 고려되는 전자는 이중 슬릿 실험에서 파도와 같은 간섭 패턴을 나타냅니다.
결론 :
고전 물리학은 거시적 세계를 이해하기위한 강력한 프레임 워크를 제공하지만 원자력 및 아 원자 수준에서 분류됩니다. 혁신적인 개념을 가진 양자 물리학은 모든 규모에서 우주에 대한보다 완전한 이해를 제공하여 확률 론적 현상, 중첩 및 얽힘의 세계를 드러내며 고전 물리학의 결정 론적, 지역적 본질을 무시합니다.
