Kvant vs klassikaline mehaanika
Kvantmehaanika ja klassikaline mehaanika on tänapäeval tuntud füüsika kaks alustala. Klassikaline mehaanika kirjeldab makroskoopiliste kehade käitumist, millel on valguse kiirusega võrreldes suhteliselt väikesed kiirused. Kvantmehaanika kirjeldab mikroskoopiliste kehade, näiteks subatomaarsete osakeste, aatomite ja muude väikeste kehade käitumist. Need kaks on füüsika kõige olulisemad valdkonnad. Nendes valdkondades on hädavajalik omada õiget mõistmist, et füüsika mis tahes osas silma paista. Selles artiklis käsitleme, mis on kvantmehaanika ja klassikaline mehaanika, kus neid rakendatakse, nende eripära, kvantmehaanika ja klassikalise mehaanika sarnasused, nende variatsioonid ning lõpuks kvantmehaanika ja klassikalise mehaanika erinevus.
Mis on klassikaline mehaanika?
Klassikaline mehaanika on makroskoopiliste kehade uurimine. Makroskoopiliste kehade liikumist ja staatikat käsitletakse klassikalises mehaanikas. Klassikalisel mehaanikal on kolm erinevat haru. Need on nimelt Newtoni mehaanika, Lagrangi mehaanika ja Hamiltoni mehaanika. Need kolm haru põhinevad liikumise uurimiseks kasutatud matemaatilistel meetoditel ja suurustel. Näiteks kasutab Newtoni mehaanika objekti liikumise uurimiseks selliseid vektoreid nagu nihe, kiirus ja kiirendus, Lagrangi mehaanika kasutab aga uurimiseks energia võrrandeid ja energia muutumise kiirust. Õige meetod valitakse sõltuvalt lahendatavast probleemist. Klassikalist mehaanikat rakendatakse sellistes kohtades nagu planeedi liikumine, mürsk ja enamik igapäevaelu sündmusi. Klassikalises mehaanikas käsitletakse energiat kui pidevat suurust. Süsteem võib klassikalises mehaanikas võtta mis tahes koguse energiat.
Mis on kvantmehaanika?
Quantum mechanics is the study of microscopic bodies. The term “quantum” comes from the fact that energy of a microscopic system is quantized. The photon theory is one of the cornerstones of quantum mechanics. It states that the energy of light is in the form of wave packets. Heisenberg, Max Plank, Albert Einstein are some of the prominent scientists involved in developing the quantum mechanics. Quantum mechanics falls into two categories. The first one is quantum mechanics of non-relativistic bodies. This field studies the quantum mechanics of particles with relatively small speeds compared to the speed of light. The other form is relativistic quantum mechanics, which studies particles moving with speeds compatible with the speed of light. Heisenberg’s uncertainty Principal is also a very important theory behind quantum mechanics. It states that the linear momentum of a particle and the position of that particle in the same direction cannot be measured simultaneously with 100% accuracy.
Mis vahe on klassikalisel mehaanikal ja kvantmehaanikal?
• Kvantmehaanikat rakendatakse mikroskoopilistele kehadele, samas kui klassikaline mehaanika on rakendatav ainult makroskoopilistele kehadele.
• Kvantmehaanikat saab rakendada makroskoopilistele kehadele, kuid klassikalist mehaanikat ei saa rakendada mikroskoopilistele süsteemidele.
• Klassikalist mehaanikat võib pidada kvantmehaanika erijuhtumiks.
• Klassikaline mehaanika on täielikult arenenud valdkond, samas kui kvantmehaanika on alles arenev valdkond.
• Klassikalises mehaanikas pole enamus kvantefektidest, näiteks energia kvantimine, määramatuse põhimõte, kasulikud.
