Кванттық және классикалық механика
Кванттық механика және классикалық механика – бүгінде біз білетін физиканың екі ірге тасы. Классикалық механика жарық жылдамдығымен салыстырғанда салыстырмалы түрде аз жылдамдыққа ие макроскопиялық денелердің әрекетін сипаттайды. Кванттық механика субатомдық бөлшектер, атомдар және басқа да ұсақ денелер сияқты микроскопиялық денелердің әрекетін сипаттайды. Бұл екеуі физикадағы ең маңызды салалар. Физиканың кез келген бөлігінде озық болу үшін осы салаларда дұрыс түсінікке ие болу өте маңызды. Бұл мақалада біз кванттық механика және классикалық механика деген не, олар қайда қолданылады, олардың ерекше сипаттамалары, кванттық механика мен классикалық механика арасындағы ұқсастықтар, олардың вариациялары және соңында кванттық механика мен классикалық механика арасындағы айырмашылықтар туралы сөйлесетін боламыз.
Классикалық механика дегеніміз не?
Классикалық механика – макроскопиялық денелерді зерттейтін ғылым. Макроскопиялық денелердің қозғалысы мен статикасы классикалық механикада талқыланады. Классикалық механиканың үш түрлі саласы бар. Олар, атап айтқанда, Ньютон механикасы, Лагранж механикасы және Гамильтон механикасы. Бұл үш тармақ қозғалысты зерттеу үшін қолданылатын математикалық әдістер мен шамаларға негізделген. Мысалы, Ньютон механикасы объектінің қозғалысын зерттеу үшін орын ауыстыру, жылдамдық және үдеу сияқты векторларды пайдаланады, ал Лагранж механикасы зерттеу үшін энергия теңдеулерін және энергияның өзгеру жылдамдығын пайдаланады. Тиісті әдіс шешілетін мәселеге байланысты таңдалады. Классикалық механика планеталардың қозғалысы, снарядтар және күнделікті өмірдегі көптеген оқиғалар сияқты жерлерде қолданылады. Классикалық механикада энергия үздіксіз шама ретінде қарастырылады. Классикалық механикада жүйе энергияның кез келген мөлшерін қабылдай алады.
Кванттық механика дегеніміз не?
Кванттық механика микроскопиялық денелерді зерттейді. «Кванттық» термині микроскопиялық жүйенің энергиясының квантталғандығынан шыққан. Фотон теориясы кванттық механиканың іргетастарының бірі болып табылады. Ол жарық энергиясының толқындық пакеттер түрінде болатынын айтады. Гейзенберг, Макс Планк, Альберт Эйнштейн - кванттық механиканы дамытуға қатысқан көрнекті ғалымдардың бірі. Кванттық механика екі категорияға бөлінеді. Біріншісі релятивистік емес денелердің кванттық механикасы. Бұл сала жарық жылдамдығымен салыстырғанда салыстырмалы түрде шағын жылдамдықтағы бөлшектердің кванттық механикасын зерттейді. Басқа түрі - жарық жылдамдығына сәйкес жылдамдықпен қозғалатын бөлшектерді зерттейтін релятивистік кванттық механика. Гейзенбергтің белгісіздік принципі де кванттық механиканың артындағы өте маңызды теория болып табылады. Ол бөлшектің сызықтық импульсі мен сол бөлшектің бір бағыттағы орнын бір уақытта 100% дәлдікпен өлшеуге болмайтынын айтады.
Классикалық механика мен кванттық механиканың айырмашылығы неде?
• Кванттық механика микроскопиялық денелерге қолданылады, ал классикалық механика тек макроскопиялық денелерге қолданылады.
• Кванттық механиканы макроскопиялық денелерге қолдануға болады, бірақ классикалық механиканы микроскопиялық жүйелерге қолдануға болмайды.
• Классикалық механиканы кванттық механиканың ерекше жағдайы ретінде қарастыруға болады.
• Классикалық механика толық дамыған сала, ал кванттық механика әлі де дамып келе жатқан сала.
• Классикалық механикада энергияны кванттау, белгісіздік принципі сияқты кванттық әсерлердің көпшілігі пайдалы емес.
