Hvorfor ændrer klassisk fysik fra til kvante?

Det er ikke, at klassisk fysik "ændrer sig" til kvantefysik. I stedet giver kvantefysik en mere komplet beskrivelse af virkeligheden, især i meget små skalaer , mens klassisk fysik forbliver en meget nøjagtig og nyttig tilnærmelse til hverdagens fænomener.

Her er en sammenbrud af hvorfor:

* skala: Klassisk fysik fungerer godt for objekter, vi kan se og interagere med direkte. Den beskriver bevægelse, kræfter, energi og andre aspekter af verden i en makroskopisk skala. Kvantfysik beskæftiger sig på den anden side med opførsel af atomer og subatomære partikler, stofsklassens byggesten.

* bølgepartikel dualitet: En vigtig forskel er begrebet bølgepartikel-dualitet. I kvantefysik kan partikler som elektroner udvise bølglignende egenskaber, hvilket betyder, at de kan blande sig og diffrakter som bølger. Denne opførsel observeres ikke i klassisk fysik.

* Kvantisering: Et andet grundlæggende princip i kvantefysik er kvantisering. Energi, momentum og andre mængder kan kun eksistere i diskrete værdier eller kvanta snarere end at være kontinuerlig som i klassisk fysik.

* sandsynlighed: Kvantemekanik introducerer sandsynligheden i beskrivelsen af ​​virkeligheden. Det forudsiger sandsynligheden for, at en partikel er i en bestemt tilstand, snarere end at tilvejebringe en deterministisk bane som klassisk fysik.

* Usikkerhedsprincip: Heisenberg -usikkerhedsprincippet siger, at det er umuligt at kende både positionen og momentumet for en partikel med absolut sikkerhed. Denne grundlæggende begrænsning har ingen modstykke i klassisk fysik.

Så klassisk fysik ændres ikke til kvantefysik. Det er mere nøjagtigt at sige, at kvantefysik er en mere grundlæggende teori, der omfatter begrænsningerne i klassisk fysik. Klassisk fysik er stadig utroligt nyttigt til hverdagens fænomener, men det bryder sammen, når man beskæftiger sig med det meget lille og meget hurtigt.

Tænk på det sådan:Et kort over din by er fantastisk til at navigere i dit kvarter, men det vil ikke være nyttigt, hvis du prøver at finde en bestemt bygning i et stort land. Kvantfysik er som et mere detaljeret kort, der giver en bedre forståelse af verden på atom- og subatomisk niveau.