量子力学中的“量子”到底是什么东西?怎么解释呢?
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发布时间：2022-04-23 06:05
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时间：2022-04-27 11:31
在物理学的认识中，我们听到最多的就是质子中子和电子，分子，可能对于量子这一个名词非常的陌生，其实量子顾名思义就是可以被量化的粒子，在宇宙中存在着千千万万的物质，那么除了辐射以及紫外线还有其他的尘埃之外，还存在着一些非常非常小的物质，当来衡量这些非常小的物质的时候可以用量子来形容。
就我们对许多物质或者是数值的认识来讲，都会认为他是一些连续性的。但其实量子就是一个特殊性的存在，他并不是一个连续性的物质。 就拿我们开车的一个车程，或者是距离来讲，当存在三个点的时候，我们都会知道需要从第一个点，就是我们的起点出发，然后到达我们的中点，就是我们的第二个点，再持续的进入到我们的终点，也就是最后一个点，这就是我们在日常生活中所了解到的一个距离的程度。但如果说出现了另外一条路程的话可以不经过第二个点，就可以直接到达终点，那么这样的行为，或者是这样的概念就被称之为量子。
对于量子的研究中，普朗克这位科学家做出了巨大的贡献，他认为，在能量传输或者是传递的过程中，他会分为一小份一小份的，并不是一个无限或者是保持连续的过程。在能量的传输过程中，他存在着一个最小的单位，也就是在我们的物质定义中，他有一个最大也有一个最小的定义，那么当出现最小，或者是最大的时候就能典型的标识出这个物质。
不能分割，并且他具有最小单位的那么就是量子，在不同的物质，或者是不同的角度，或者是电荷，以及其他的物质中在整个物理系中，他就是存在着一个量子化的特征以及表现。关于对量子的研究，以及学习来构成了我们的量子力学。
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时间：2022-04-27 12:49
量子源于拉丁语quantum一词，原本的意思表示：相当数量的某物质。后来被科学家沿用到物理学中，表示一个不可分割的基本个体。
量子可以表示任何物理性质的最小量，这种将物理性质量化的概念称作“量子化假设”，用量子表示的物理性质代表该物理性质的大小，是由一个量子的整数倍组成的离散值。应用在不同的领域就表示不同的事物。
在量子尺度下的物质或性质，只有量子力学才能精确的描述，经典力学在这种尺度下就会失效，这也是为何要建立量子力学的原因。
量子力学中的量子量子力学的物理学中的一个基本理论，用于描述自然界中原子以及亚原子粒子的物理性质。量子力学和经典物理学的不同之处在于，用量子力学表示的能量、动量、角动量等物理量，都是离散化的，换言之，是某个值的整数倍。
在不同能级的氢原子中。量子力学不能精确地预测粒子在空间中的位置，只能预测粒子在不同位置被发现的概率，如下图所示，图中为电子云，越亮的地方表示电子出现概率越高。
量子力学是怎样产生的呢？科学家在进行一些实验时，发现经典力学不能对实验结果的原因进行解释，比如黑体辐射问题，此时有个叫马克思·普朗克的科学家，就设想，如果能量不是连续的，而是一份一份的，是被量化成一个个单位能量的，会如何呢？结果用该假设推出的公式，可以很好的描述实验现象。
下图为黑体辐射问题中，波长和辐射率之间的关系，用量子理论可以画出下图，并和观察到的现象一致。
科学是以实证主义为主的，既然经典力学描述不了实验现象，而用量子力学可以很好的描述，所以在微观层面上，量子力学就取代了经典力学。
所以科学理论无所谓好坏，也没有绝对真理，谁能精确描述自然，就用谁。
量子力学的局限性再好的理论也会有局限性，比如经典力学在微观、高速的条件下，就会失效。量子力学的局限性是什么呢？
量子力学是基于概率来描述性质的，所以不能计算出确定数值，只能计算出某事情发生的概率有多大，虽然结果是不确定的，但结果发生的概率是确定的。所以这种基于概率的描述不符合人的直觉。
比如大家都知道：薛定谔的猫，是既死又活的，同时处于死亡和存活状态的叠加态，十分不符合人类的直觉。所以对于普通人，量子力学是很难学会的。
引用诺贝尔物理学奖获得者物理学家费曼的一句话：
我想我可以有把握地说，没有人懂得量子力学！
所以对于不是专门研究物理的人来说，记得薛定谔的猫，就已经比很多人强了。对物理产生兴趣，就足够了。
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时间：2022-04-27 14:24
量子的发现及发展可以说是开启了一个新的纪元。
量子的概念：
量子（quantum）是现代物理的重要概念。即一个物理量如果存在最小的不可分割的基本单位，则这个物理量是量子化的，并把最小单位称为量子。
量子与以牛顿力学最大的区别是，量子研究的是微观的物理世界，牛顿力学研究的是宏观世界的物理规律。
量子与很多传统的概念不同，量子不能简单地理解为能量单位或最小的物质单位。
量子力学(不考虑场的量子化)的核心是物质的运动用态来描述; 态和态之间的转换可以确定一些力学的可观测的量,比如能量,动量,角动量等。
在有些态(本征态)中,某个量比如能量可以取确定的值(本征值)，有的态,则只能给出它取某些值得概率.而且，对于一些确定的外界条件下，一个粒子的只能被允许处在一组特定的本征态上,比如|1>, |2>, |3>,...等等,对于一个物理量，比如E,这些态对应一组分立了的值,比如10,20,30...由于不存在|1.5>这样的态,所以粒子不能被允许处在能量为15的态上，即粒子的能量只能有这些分立了的值.这样的效应是和经典不同的效应,是一种典型的量子效应.比如谐振子，能量可以取0.5hv,1.5hv,2.5hv......这样每一个能量间隔1hv,可以称作一个能量的量子。
当然,角动量也可以在一些条件下只能取分立的值,对应的间隔也可以称作量子。当然,条件不同，间隔可以不是固定的。不过,我们一般提及的量子,是指哪个谐振子的能量量子，因为量子论是从Planck对它的计算起源的.不过值得注意的一点是，量子论并不是说能量一定是分立的。条件不同时,它也可以是连续的。
量子场论：考虑场的量子化，最早开始于Einstein对电磁场的量子化。电磁场的能量量子是光子,当然,光子我们可以想象成为一种粒子,它携带固定的一份能量hv。它的行为仍由一个态来描述,这个态往往解释为空间里的一个概率波，这个概率波原来在经典理论里就是经典的电磁场。振幅大的地方表示这个光子出现的几率大,所以光的强度就强。
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时间：2022-04-27 16:15
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时间：2022-04-27 18:23
