量子力学μ是什么

量子力学μ是什么,第1张

在回答什么是量子之前,我们需要先知道量子的起源。

20世纪以前,经典热力学认为能量是连续的。当时有两个黑体辐射公式,分别适用于红外端和紫外端。

但是,由于持续的能量,能量会集中在紫外线辐射中。这与实际情况相违背。因此,能量的紫外辐射被称为紫外灾难,是19世纪笼罩在经典物理学上空的两朵乌云之一。

为了统一黑体辐射公式,消除连续能量带来的紫外线灾变,德国物理学家普朗克于1900年提出了新的黑体辐射公式。在这个公式中,普朗克引入了一个物理常数H,它的量纲是粒子的角动量。具体数值为6.623x10-27尔格秒。

因此,新的黑体辐射公式既避免了紫外灾变,又统一了原有的两个辐射公式。它们是新公式在红外端和紫外端的两个不同极限。

因此,普朗克解决了这个长期困扰物理学的难题。留给人们去思考?问题是,普朗克常数h的意义是什么?为什么我们的宇宙中会有这样的物理常数?

1905年,爱因斯坦为了解释光电效应,认为光是最小的不可分粒子,其具体大小用普朗克常数h来量化,因此,光的本质是光量子,是由电子能级跃迁激发的。

正是普朗克和爱因斯坦的上述工作为量子力学的建立奠定了基础。但是,在理论界,关于量子到底是什么,存在很大的争论。

主流学派认为,普朗克常数H的存在只意味着存在最小份额的能量。因此,能量是不连续的。他们没有进一步认为量子是最小的不可分离的粒子。

因此,为了理解量子,我们需要知道能量是什么。为什么会有最小份额的能量?打个比方,如果说水是不连续的,份额最小,是什么意思?

根据布朗运动,细小的花粉在水中随机运动。这说明水是由无数离散的水分子组成的。因为花粉的半径小于水分子之间的距离,所以花粉受到水分子的冲击?是不对称的。结果,花粉获得了一些水分子的动能,产生了热运动。

因为物质不是实体,只是粒子运动形成的封闭系统。所以,质量作为物质的物理参数,是封闭粒子对其空作用的度量。因此,对应于质量的能量被定义为开放粒子运动能力的度量。

从能量的上述定义和水是由离散的水分子组成的事实可以推断,正是因为最小的不可分粒子的存在,能量才是不连续的。最小能量份额是最小粒子运动能力的量度。

所以量纲为角动量的普朗克常数h就是最小粒子的角动量,它相对于最小粒子的能量具有不变性。

所以量子是最小的不能分离的粒子。最小份额能量只是最小粒子的存在所导致的表观现象。

因为人类的知识有限,所以对于同一个现象有很多不同的解释。所以对量子的理解是多元化的,不能得出量子是最小粒子的解释是绝对正确的。

判断正确与否的标准是不同的解释能否扩大我们的认识,形成统一的理论。如果只有一种解释,不管其功效如何,都会被认可;如果有多种解释,我们将采用能够得到统一理解的解释。

量子是最小的不可分粒子的观点可以解释不同领域的许多新的物理现象。所以量子的粒子性是合理的。

比如所有微观粒子都具有挥发性,类似于花粉在水中的热运动,说明存在由无数离散量子组成的物理背景,即存在量子空。

比如有一个均匀的微波背景辐射温度,表明我们宇宙的物理背景是由无数被普朗克常数h量子化的最小粒子(量子)组成的,这些量子有一定的热运动,这是宇宙膨胀留下的能量。

比如物体的运动受限于光速?,说明存在由离散量子组成的物理背景。当物体的速度接近量子的速度时,类似于音障,就会受到很大的阻力,使其能量的增加由原来的动能形式变为相对于量子空的势能形式。

比如物质的热辐射会造成量子空之间热量的梯度分布。因此,两个物体之间的空量子由于叠加效应会有更高的温度,从而增加它们穿透到物体内部的概率,使两个物体的外侧得到更多的量子碰撞。量子空之间产生的压力差就是引力。

总之,由于量子的粒子性,各种物理现象都可以统一解释,这就使我们形成了一个有机的量子宇宙论。因此,我们有理由相信,普朗克常数h所量子化的量子是我们宇宙中最小的粒子。

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