Kvant vs klassikaline mehaanika
Kvantmehaanika ja klassikaline mehaanika on kaks tänapäeval tuntud füüsika nurgakivi. Klassikaline mehaanika kirjeldab makroskoopiliste kehade käitumist, millel on valguse kiirusega võrreldes suhteliselt väike kiirus. Kvantmehaanika kirjeldab mikroskoopiliste kehade, nagu subatomaarsete osakeste, aatomite ja muude väikeste kehade käitumist. Need kaks on füüsika kõige olulisemad valdkonnad. Füüsika mis tahes osas silma paistmiseks on ülioluline omada nendes valdkondades korralikku arusaamist. Selles artiklis arutame, mis on kvantmehaanika ja klassikaline mehaanika, kus neid rakendatakse, nende eriomadusi, kvantmehaanika ja klassikalise mehaanika sarnasusi, nende variatsioone ning lõpuks erinevusi kvantmehaanika ja klassikalise mehaanika vahel.
Mis on klassikaline mehaanika?
Klassikaline mehaanika on makroskoopiliste kehade uurimine. Klassikalise mehaanika all räägitakse makroskoopiliste kehade liikumisest ja staatikast. Klassikalisel mehaanikul on kolm erinevat haru. Need on nimelt Newtoni mehaanika, Lagrangi mehaanika ja Hamiltoni mehaanika. Need kolm haru põhinevad liikumise uurimiseks kasutatavatel matemaatilistel meetoditel ja suurustel. Näiteks Newtoni mehaanika kasutab objekti liikumise uurimiseks vektoreid, nagu nihe, kiirus ja kiirendus, samas kui Lagrangi mehaanika kasutab uurimiseks energiavõrrandeid ja energia muutumise kiirust. Õige meetod valitakse sõltuv alt lahendatavast probleemist. Klassikalist mehaanikat rakendatakse sellistes kohtades nagu planeetide liikumine, mürsud ja enamik igapäevaelu sündmusi. Klassikalises mehaanikas käsitletakse energiat pideva suurusena. Klassikalises mehaanikas võib süsteem võtta mis tahes energiat.
Mis on kvantmehaanika?
Kvantmehaanika on mikroskoopiliste kehade uurimine. Mõiste "kvant" tuleneb asjaolust, et mikroskoopilise süsteemi energia kvantifitseeritakse. Footoniteooria on kvantmehaanika üks alustalasid. See ütleb, et valguse energia on lainepakettide kujul. Heisenberg, Max Plank, Albert Einstein on mõned silmapaistvad teadlased, kes on seotud kvantmehaanika arendamisega. Kvantmehaanika jaguneb kahte kategooriasse. Esimene neist on mitterelativistlike kehade kvantmehaanika. See väli uurib valguse kiirusega võrreldes suhteliselt väikese kiirusega osakeste kvantmehaanikat. Teine vorm on relativistlik kvantmehaanika, mis uurib osakesi, mis liiguvad valguse kiirusega ühilduva kiirusega. Heisenbergi määramatuse printsiip on ka kvantmehaanika väga oluline teooria. See ütleb, et osakese lineaarset impulssi ja selle osakese asukohta samas suunas ei saa mõõta üheaegselt 100% täpsusega.
Mis vahe on klassikalisel ja kvantmehaanil?
• Kvantmehaanikat rakendatakse mikroskoopiliste kehade puhul, klassikalist mehaanikat aga ainult makroskoopiliste kehade puhul.
• Kvantmehaanikat saab rakendada makroskoopiliste kehade puhul, kuid klassikalist mehaanikat ei saa rakendada mikroskoopiliste süsteemide puhul.
• Klassikalist mehaanikat võib käsitleda kui kvantmehaanika erijuhtu.
• Klassikaline mehaanika on täielikult arenenud valdkond, samas kui kvantmehaanika on alles arenev valdkond.
• Klassikalises mehaanikas ei ole enamik kvantefekte, nagu energia kvantimine, määramatuse printsiip, kasulikud.
