Κβαντική εναντίον Κλασικής Μηχανικής
Η κβαντική μηχανική και η κλασική μηχανική είναι δύο ακρογωνιαίοι λίθοι της φυσικής που γνωρίζουμε σήμερα. Η κλασική μηχανική περιγράφει τη συμπεριφορά των μακροσκοπικών σωμάτων, τα οποία έχουν σχετικά μικρές ταχύτητες σε σύγκριση με την ταχύτητα του φωτός. Η κβαντομηχανική περιγράφει τη συμπεριφορά μικροσκοπικών σωμάτων όπως τα υποατομικά σωματίδια, τα άτομα και άλλα μικρά σώματα. Αυτά τα δύο είναι τα πιο σημαντικά πεδία της φυσικής. Είναι ζωτικής σημασίας να έχουμε σωστή κατανόηση σε αυτούς τους τομείς προκειμένου να διαπρέψετε σε οποιοδήποτε μέρος της φυσικής. Σε αυτό το άρθρο, θα συζητήσουμε τι είναι η κβαντική μηχανική και η κλασική μηχανική, πού εφαρμόζονται, τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά τους, τις ομοιότητες μεταξύ της κβαντικής μηχανικής και της κλασικής μηχανικής, τις παραλλαγές τους και τέλος τη διαφορά μεταξύ κβαντικής μηχανικής και κλασικής μηχανικής.
Τι είναι η Κλασική Μηχανική;
Η κλασική μηχανική είναι η μελέτη των μακροσκοπικών σωμάτων. Οι κινήσεις και η στατικότητα των μακροσκοπικών σωμάτων συζητούνται στην κλασική μηχανική. Η κλασική μηχανική έχει τρεις διαφορετικούς κλάδους. Είναι, συγκεκριμένα, η Νευτώνεια μηχανική, η Λαγκρανζική μηχανική και η Χαμιλτονική μηχανική. Αυτοί οι τρεις κλάδοι βασίζονται στις μαθηματικές μεθόδους και τις ποσότητες που χρησιμοποιούνται για τη μελέτη της κίνησης. Για παράδειγμα, η Νευτώνεια μηχανική χρησιμοποιεί διανύσματα όπως η μετατόπιση, η ταχύτητα και η επιτάχυνση για να μελετήσει την κίνηση του αντικειμένου, ενώ η μηχανική του Λαγκρανζ χρησιμοποιεί εξισώσεις ενέργειας και ρυθμό μεταβολής ενέργειας για τη μελέτη. Η σωστή μέθοδος επιλέγεται ανάλογα με το πρόβλημα που πρέπει να επιλυθεί. Η κλασική μηχανική εφαρμόζεται σε μέρη όπως η πλανητική κίνηση, τα βλήματα και τα περισσότερα γεγονότα στην καθημερινή ζωή. Στην κλασική μηχανική, η ενέργεια αντιμετωπίζεται ως συνεχές μέγεθος. Ένα σύστημα μπορεί να πάρει οποιαδήποτε ποσότητα ενέργειας στην κλασική μηχανική.
Τι είναι η Κβαντομηχανική;
Η κβαντική μηχανική είναι η μελέτη των μικροσκοπικών σωμάτων. Ο όρος «κβαντικό» προέρχεται από το γεγονός ότι η ενέργεια ενός μικροσκοπικού συστήματος είναι κβαντισμένη. Η θεωρία των φωτονίων είναι ένας από τους ακρογωνιαίους λίθους της κβαντικής μηχανικής. Δηλώνει ότι η ενέργεια του φωτός έχει τη μορφή κυματοειδών πακέτων. Ο Heisenberg, ο Max Plank, ο Albert Einstein είναι μερικοί από τους εξέχοντες επιστήμονες που συμμετείχαν στην ανάπτυξη της κβαντικής μηχανικής. Η κβαντομηχανική χωρίζεται σε δύο κατηγορίες. Το πρώτο είναι η κβαντική μηχανική των μη σχετικιστικών σωμάτων. Αυτό το πεδίο μελετά την κβαντομηχανική των σωματιδίων με σχετικά μικρές ταχύτητες σε σύγκριση με την ταχύτητα του φωτός. Η άλλη μορφή είναι η σχετικιστική κβαντομηχανική, η οποία μελετά τα σωματίδια που κινούνται με ταχύτητες συμβατές με την ταχύτητα του φωτός. Η αρχή αβεβαιότητας του Heisenberg είναι επίσης μια πολύ σημαντική θεωρία πίσω από την κβαντική μηχανική. Δηλώνει ότι η γραμμική ορμή ενός σωματιδίου και η θέση αυτού του σωματιδίου στην ίδια κατεύθυνση δεν μπορούν να μετρηθούν ταυτόχρονα με ακρίβεια 100%.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ της Κλασικής Μηχανικής και της Κβαντικής Μηχανικής;
• Η κβαντική μηχανική εφαρμόζεται σε μικροσκοπικά σώματα, ενώ η κλασική μηχανική εφαρμόζεται μόνο σε μακροσκοπικά σώματα.
• Η κβαντική μηχανική μπορεί να εφαρμοστεί σε μακροσκοπικά σώματα, αλλά η κλασική μηχανική δεν μπορεί να εφαρμοστεί σε μικροσκοπικά συστήματα.
• Η κλασική μηχανική μπορεί να θεωρηθεί ως ειδική περίπτωση της κβαντικής μηχανικής.
• Η κλασική μηχανική είναι ένα πλήρως ανεπτυγμένο πεδίο, ενώ η κβαντική μηχανική εξακολουθεί να είναι ένα αναπτυσσόμενο πεδίο.
• Στην κλασική μηχανική, τα περισσότερα από τα κβαντικά φαινόμενα όπως η κβάντωση ενέργειας, η αρχή αβεβαιότητας δεν είναι χρήσιμα.
