能否通俗易懂的解释什么是量子?与我们熟知的分子、原子电子是什么关系呢?
以通俗的方式来说,“量子”最早是普朗克提出的能量最小单位,意味着不可再分。能量的辐射与吸收都必须以此为整数倍,才能释放或传递。
后来爱因斯坦以普朗克的量子思想,总结前人对光的波粒之争,提出了光量子,即“波粒二象性”。再后来德布罗意把“波粒二象性”拓展到了实物粒子,即所有物质在微观尺度上都具有“波粒二象性”。
至此,量子的概念开始涉及万事万物,如今量子更像是一种类别概念,就像“马”的概念一样,汗血宝马、短腿马、纯血马……都是马。所以分子、原子、电子都可以是量子,只要它满足“波粒二象性”,而决定这个的是尺度和环境条件。
因此,我们现在说的很多量子,应该是“量子效应”。电子因为足够小,所以必定有量子效应,而不同种类的原子和分子有尺度的差别,一些小的或在不同的环境条件下也可以表现出量子效应。
“波粒二象性”导致了量子的不确定性,薛定谔最早为此写出了数学表达式——薛定谔方程,基于此众多量子学家发展出了正统的“哥本哈根诠释”,建立起了量子力学。
说白了,就是以“量子”为基础研究万事万物的运动规律,而这以研究就发现了其与相对论难以回避的矛盾,更准确地说,是与我们观察到的引力现象的矛盾。从此物理学领域,有了两套解释宇宙的基础理论机制:微观的量子力学和宏观的相对论。
看似确定的宏观世界,却源于不确定的微观世界,说明什么?
1908年,庞加莱在《科学与方法》中如是说道。
有时初始条件的差异,将造成最终现象的极大改变,前者的小误差会造成后者极大的错误,预测将成为不可能的事,我们面对的都是偶发现象。
光子的原始称呼是
光量子
(light
quantum),
电磁辐射
的量子,传递
电磁相互作用
的
规范粒子
,记为γ。其
静止质量
为零,不带电荷,其能量为
普朗克常量
和电磁辐射频率的乘积,E=hv,在真空中以光速c运行,其自旋为1,是
玻色子
光电子的实质是电子,是由于
光电效应
金属发出的电子
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