โดย อดัม แมนน์ ผลงานจาก โรเบิร์ต คูลแมน สล็อตเว็บตรง เผยแพร่เมื่อ 05 มีนาคม 2022 กลศาสตร์ควอนตัมเป็นสาขาฟิสิกส์ที่เกี่ยวข้องกับขนาดเล็กมากAbstract image of quantum probability_agsandrew via Shutterstockภาพนามธรรมของความน่าจะเป็นควอนตัม (เครดิตภาพ: agsandrew ผ่าน Shutterstock)กลศาสตร์ควอนตัมเป็นสาขาย่อยของฟิสิกส์ที่อธิบายพฤติกรรมของอนุภาค – อะตอมอิเล็กตรอนโฟตอนและเกือบทุกอย่างในอาณาจักรโมเลกุลและโมเลกุลย่อย
พัฒนาขึ้นในช่วงครึ่งแรกของศตวรรษที่ 20 ผลลัพธ์ของกลศาสตร์ควอนตัมมักจะแปลกและขัดแย้งอย่าง
กลศาสตร์ควอนตัมแตกต่างจากฟิสิกส์คลาสสิกอย่างไร?
ในระดับของอะตอมและอิเล็กตรอนสมการของกลศาสตร์คลาสสิกจํานวนมากซึ่งอธิบายการเคลื่อนไหวและปฏิสัมพันธ์ของสิ่งต่าง ๆ ในขนาดและความเร็วในชีวิตประจําวันหยุดที่จะเป็นประโยชน์ ในกลศาสตร์คลาสสิกวัตถุมีอยู่ในสถานที่เฉพาะในเวลาที่กําหนด ในกลศาสตร์ควอนตัมวัตถุแทนอยู่ในหมอกควันของความน่าจะเป็น; พวกเขามีโอกาสที่จะอยู่ที่จุด A, โอกาสอีกครั้งที่จะอยู่ที่จุด B และอื่น ๆ
กลศาสตร์ควอนตัมได้รับการพัฒนาเมื่อใด?
กลศาสตร์ควอนตัมพัฒนาขึ้นในช่วงหลายทศวรรษที่ผ่านมาโดยเริ่มจากคําอธิบายทางคณิตศาสตร์ที่ถกเถียงกันสําหรับการทดลองที่คณิตศาสตร์ของกลศาสตร์คลาสสิกไม่สามารถอธิบายได้ตามที่มหาวิทยาลัยเซนต์แอนดรูว์สในสกอตแลนด์ มันเริ่มต้นในช่วงเปลี่ยนของศตวรรษที่ 20 ในช่วงเวลาเดียวกับที่อัลเบิร์ตไอน์สไตน์ตีพิมพ์ทฤษฎีสัมพัทธภาพของเขาการปฏิวัติแยกต่างหากในฟิสิกส์ที่อธิบายถึงการเคลื่อนที่ของสิ่งต่าง ๆ ด้วยความเร็วสูง อย่างไรก็ตามซึ่งแตกต่างจากสัมพัทธภาพต้นกําเนิดของกลศาสตร์ควอนตัมไม่สามารถนํามาประกอบกับนักวิทยาศาสตร์คนเดียวได้ แต่นักวิทยาศาสตร์หลายคนมีส่วนช่วยในการสร้างรากฐานที่ค่อยๆได้รับการยอมรับและการตรวจสอบการทดลองระหว่างปลายทศวรรษที่ 1800 ถึง 1930 ในปี 1900 Max Planck นักฟิสิกส์ชาวเยอรมันพยายามอธิบายว่าทําไมวัตถุที่อุณหภูมิเฉพาะเช่นเส้นใย 1,470 องศาฟาเรนไฮต์ (800 องศาเซลเซียส) ของหลอดไฟเรืองแสงสีเฉพาะ – ในกรณีนี้สีแดงตามสถาบันปริมณฑล Planck ตระหนักว่าสมการที่ใช้โดยนักฟิสิกส์ Ludwig Boltzmann เพื่ออธิบายพฤติกรรมของก๊าซสามารถแปลเป็นคําอธิบายสําหรับความสัมพันธ์ระหว่างอุณหภูมิและสีนี้ ปัญหาคืองานของ Boltzmann อาศัยความจริงที่ว่าก๊าซใด ๆ ที่ได้รับทําจากอนุภาคเล็ก ๆ ซึ่งหมายความว่าแสงนั้นก็ทําจากบิตที่ไม่ต่อเนื่อง
ความคิดนี้บินไปเมื่อเผชิญกับความคิดเกี่ยวกับแสงในเวลานั้นเมื่อนักฟิสิกส์ส่วนใหญ่เชื่อว่าแสงเป็นคลื่นต่อเนื่องและไม่ใช่แพ็คเก็ตเล็ก ๆ แพลงก์เองไม่เชื่อในอะตอมหรือบิตของแสงที่ไม่ต่อเนื่อง แต่แนวคิดของเขาได้รับการส่งเสริมในปี 1905 เมื่อไอน์สไตน์ตีพิมพ์บทความ”เกี่ยวกับมุมมองเชิงพฤติกรรมต่อการปล่อยและการเปลี่ยนแปลงของแสง” ไอน์สไตน์จินตนาการว่าแสงที่เดินทางไม่ใช่คลื่น แต่เป็น “ควอนต้าพลังงาน” แพ็คเก็ตพลังงานนี้ไอน์สไตน์แนะนําในกระดาษของเขาสามารถ “ถูกดูดซึมหรือสร้างขึ้นโดยรวมเท่านั้น” โดยเฉพาะเมื่ออะตอม “กระโดด” ระหว่างอัตราการสั่นสะเทือนเชิงปริมาณ นี่คือที่มาของ “ควอนตัม” ของกลศาสตร์ควอนตัม
ด้วยวิธีใหม่ในการตั้งครรภ์ของแสงไอน์สไตน์เสนอข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับพฤติกรรมของปรากฏการณ์เก้า
ประการในกระดาษของเขารวมถึงสีเฉพาะที่ Planck อธิบายว่าถูกปล่อยออกมาจากเส้นใยหลอดไฟ นอกจากนี้ยังอธิบายว่าแสงบางสีสามารถขับอิเล็กตรอนออกจากพื้นผิวโลหะได้อย่างไรซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่เรียกว่าผลตาแมวความเป็นคู่ของอนุภาคคลื่นคืออะไร?
Diffraction of light. Double slit experiment. Young light wave theory.นี่คือแผนภาพของการทดลองแบบสองช่องที่อิเล็กตรอนผลิตรูปแบบคลื่นเมื่อใช้สองช่อง (เครดิตภาพ: เกรย์เจย์ผ่าน Shutterstock)ในกลศาสตร์ควอนตัมอนุภาคบางครั้งอาจมีอยู่เป็นคลื่นและบางครั้งมีอยู่เป็นอนุภาค สิ่งนี้สามารถเห็นได้ที่มีชื่อเสียงที่สุดในการทดลองแบบสองช่องซึ่งอนุภาคเช่นอิเล็กตรอนถูกยิงที่กระดานที่มีสองช่องถูกตัดเข้าไปด้านหลังซึ่งอยู่บนหน้าจอที่สว่างขึ้นเมื่ออิเล็กตรอนกระทบมัน หากอิเล็กตรอนเป็นอนุภาคพวกเขาจะสร้างเส้นสว่างสองเส้นที่พวกเขาส่งผลกระทบต่อหน้าจอหลังจากผ่านช่องหนึ่งหรืออีกอันหนึ่งตามบทความยอดนิยมในธรรมชาติ
แต่เมื่อทําการทดลองรูปแบบการรบกวนจะเกิดขึ้นบนหน้าจอ รูปแบบของแถบสีเข้มและสว่างนี้สมเหตุสมผลเฉพาะในกรณีที่อิเล็กตรอนเป็นคลื่นที่มียอด (จุดสูง) และราง (จุดต่ํา) ที่สามารถรบกวนซึ่งกันและกัน แม้เมื่ออิเล็กตรอนตัวเดียวถูกยิงผ่านร่องในแต่ละครั้งรูปแบบการรบกวนจะปรากฏขึ้น – ผลคล้ายกับอิเล็กตรอนตัวเดียวที่รบกวนตัวเอง ในปี 1924 นักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศส Louis de Broglie ใช้สมการของทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษของไอน์สไตน์เพื่อแสดงให้เห็นว่าอนุภาคสามารถแสดงลักษณะคล้ายคลื่นและคลื่นสามารถแสดงลักษณะคล้ายอนุภาคซึ่งเป็นการค้นพบที่เขาได้รับรางวัลโนเบลในอีกไม่กี่ปีต่อมา
กลศาสตร์ควอนตัมอธิบายอะตอมอย่างไร?
ในปี 1910 นักฟิสิกส์ชาวเดนมาร์ก Niels Bohr พยายามอธิบายโครงสร้างภายในของอะตอมโดยใช้กลศาสตร์ควอนตัม เมื่อถึงจุดนี้เป็นที่ทราบกันดีว่าอะตอมทําจากนิวเคลียสที่มีประจุบวกหนาแน่นหนาแน่นล้อมรอบด้วยฝูงอิเล็กตรอนขนาดเล็กแสงประจุลบ บอร์ใส่อิเล็กตรอนเข้าไปในวงโคจรรอบนิวเคลียสเช่นดาวเคราะห์ในระบบสุริยะย่อยยกเว้นพวกเขาสามารถมีระยะทางวงโคจรที่กําหนดไว้ล่วงหน้าเท่านั้น สล็อตเว็บตรง
