Obiekty kwantowe wykazują zachowanie sprzeczne z naszym codziennym doświadczeniem makroskopowym. Wyróżniamy trzy wspólne modele, które są często przywoływane w celu opisania pewnych aspektów rzeczywistości.
model cząstek
cząstki są często przedstawiane jako kulki do wizualizacji małych lub nawet punktowych obiektów o dobrze zdefiniowanych granicach.
ich rozróżnienie jest reprezentowane przez różne kolory. Cząstki można policzyć.
cząstki Klasyczne mogą być zlokalizowane. W każdej chwili znajdują się one w danym miejscu, które z zasady może być znane. Mają też dobrze zdefiniowany pęd. W ramach modelu mechaniki newtonowskiej możemy dokonywać precyzyjnych prognoz, gdzie znaleźć cząstkę w przyszłości, jeśli podamy dokładne warunki początkowe.
fale
fale są zjawiskami przestrzennie wydłużonymi i okresowymi.
w modelu fal klasycznych ich intensywność może być stale modyfikowana.
w praktyce nawet fale Klasyczne składają się z bardzo wielu pojedynczych cząstek: fale wodne są wynikiem wspólnego ruchu bardzo wielu cząsteczek. W ramach jednej i tej samej fali różne cząstki znajdują się w różnych miejscach i podróżują z różnymi pędami.
kiedy dwie częściowe fale nakładają się nawzajem. Spotkanie dwóch grzebieni falowych prowadzi do jeszcze większego grzebienia (interferencja konstrukcyjna). Gdy grzebień pokrywa się z korytem, dwie przebiegi mogą się wzajemnie anulować (interferencja destrukcyjna).
fizyka kwantowa
w fizyce kwantowej nie możemy przypisać dokładnej pozycji ani dokładnego kierunku cząstce.
jednak prawdopodobieństwo znalezienia obiektu kwantowego w pozycji \(x\) o pędzie \(p\) można przewidzieć z bezwzględnego kwadratu kwantowej mechanicznej funkcji falowej \(|\psi (x, p) / ^2\).
w danym momencie Prawdopodobieństwo to może przyjmować wartości niezerowe w kilku nawet bardzo rozdzielonych pozycjach. W takim przypadku mówimy, że obiekt jest zdelokalizowany i nie możemy przypisać jednej dobrze zdefiniowanej pozycji w przestrzeni.
co ciekawe, w każdym pomiarze położenia na tym obiekcie kwantowym znajdujemy pojedynczy i cały obiekt. Jego właściwości, takie jak masa, energia, ładunek czy polaryzowalność, są zawsze Zjednoczone w tym jednym obiekcie – nie rozcieńczone ani rozmazane na większych obszarach przestrzeni.
| Model: | detektory: | Uruchom Reset |
w swobodnej ewolucji obiekty kwantowe propagują się zgodnie z równaniem falowym Schrödingera. Jednak oddziałują ze swoim otoczeniem jako nienaruszone całe cząstki.
w naszym laboratorium można utworzyć wiązkę molekularną i obserwować cząsteczki docierające do detektora, jeden po drugim. Który z trzech modeli najlepiej opisuje obserwacje?
wyzwanie eksperymentalne: pierwsze wykrycie cząsteczek
idź do laboratorium i postępuj zgodnie z instrukcjami. Po zakończeniu wróć do tej strony i kontynuuj.
modele
Sprawdź swoją wiedzę!