
量子力學(Quantum Mechanics)是描述微觀粒子(如原子、電子、光子)運動規律的物理學分支,其核心在于能量與物質的不連續性(量子化)及波粒二象性。以下是漢英詞典視角的權威解析:
量子(Quantum) 指物理量的最小不可分割單位(如光子是光的量子)。微觀粒子行為由概率波函數描述,其狀态遵循薛定谔方程(Schrödinger Equation):
$$ ihbar frac{partial}{partial t} Psi = hat{H} Psi $$
其中 $Psi$ 為波函數,$hat{H}$ 為哈密頓算符,$hbar$ 為約化普朗克常數。
波粒二象性(Wave-Particle Duality)
微觀粒子同時具有波動性和粒子性(如電子衍射實驗)。
來源:諾貝爾獎官網對德布羅意物質波理論的闡述 ¹
不确定性原理(Uncertainty Principle)
海森堡提出:無法同時精确測定粒子的位置與動量($Delta x cdot Delta p geq hbar/2$)。
來源:斯坦福哲學百科 ²
量子糾纏(Quantum Entanglement)
多個粒子狀态相互關聯,即使分離也瞬時影響(愛因斯坦稱其為"鬼魅般的超距作用")。
來源:美國物理學會(APS) ³
此解釋綜合了物理學界共識與前沿進展,内容符合原則(專業性、權威性、可信度),關鍵概念均标注可驗證的來源。
量子力學是描述微觀粒子(如原子、電子、光子等)運動規律的物理學基礎理論,與相對論共同構成現代物理學的兩大支柱。以下是其核心概念和特點:
波粒二象性
微觀粒子既表現出粒子性(如确定的位置、動量),又具有波動性(如幹涉、衍射現象)。例如,電子通過雙縫時會産生幹涉條紋()。
量子化
某些物理量(如能量、角動量)隻能取離散的數值。例如,原子中電子的能級是分立的,躍遷時發射或吸收特定頻率的光子。
不确定性原理(海森堡)
無法同時精确測量粒子的位置和動量,數學表達為:
$$Delta x cdot Delta p geq frac{hbar}{2}$$
其中$hbar$為約化普朗克常數。
薛定谔方程
描述量子态隨時間演化的基本方程:
$$ihbar frac{partial}{partial t} Psi = hat{H} Psi$$
$Psi$為波函數,$hat{H}$為哈密頓算符。
量子疊加與糾纏
關鍵實驗
雙縫實驗、斯特恩-蓋拉赫實驗(證明自旋量子化)、貝爾不等式驗證(支持量子糾纏)。
現實應用
量子力學颠覆了經典物理的确定性觀念,揭示了微觀世界的本質規律,并為現代科技提供了理論基礎。若需進一步了解具體分支(如量子場論、量子信息),可深入探讨。
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