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作为一个普通人,“量子”到底是什么?

简单的说:量子就是构成我们这个世界的最小量。所以说这个世界的物质和能量是不可以无限分割的。

量子物理学的开创者是普朗克,他在研究黑体辐射时发现,如果能量是一份一份的辐射出来的话,就能很好的解决使用经典物理学的计算误差。

普朗克

对于一定频率ν的辐射,物体只能以hν为能量单位吸收或发射它,h称之为普朗克常数。换言之,物体吸收或发射电磁辐射,只能以量子的方式进行,每个量子的能量为E=hν,称为作用量子。从经典力学来看,能量不连续的概念是绝对不允许的。普朗克这个名字命名了很多与量子有关的数据:

普朗克尺度----最小的长度,其值约为1.6x10的-35次方米,比这个再小的长度在物理学里是无意义的。大约为一个质子的1/10。

普朗克时间----最短的时间,其值约为10^-43s秒,比这个再短的时间在物理学里无意义。这也是宇宙大爆炸的第一个时刻。

普朗克温度-----热力学的最高温度。约为10^32K。这是宇宙大爆炸的第一个时间间隔(普朗克时间)的温度。高于这个温度无意义。

量子世界的物理规律是反人类直觉的。

量子叠加态:可以同时为1和0,直到对它进行测量为止。

量子纠缠态:一对纠缠中的量子,在无限远的距离里,如果对其中一个量子进行了测量为1,另一个量子态立即就会成为0,不需要任何传递时间。需要强调的是,但这并不违法相对论。

海森堡测不准原理:粒子的位置与动量不可同时被确定,一个微观粒子的某些物理量,不可能同时具有确定的数值,其中一个量越确定,另一个量的不确定程度就越大。类似的不确定性关系式也存在于能量和时间、角动量和角度等物理量之间。

量子力学里最好玩的就是薛定谔的猫这个思想实验:

在一个盒子里关着一只猫,用一个放射性原子作为开关,这个原子半衰期为1个小时(1个小时内,原子衰变的几率为百分之五十),如果衰变了就会打开开关放出毒气,就会毒死猫,当然,如果不衰变猫就活着。

猫的死活决定在放射性原子是否衰变上,但是不观察放射性原子就不知道原子的状态(叠加原理),原子同时处于1(衰变)和0(不衰变)的状态。猫难道同时处于死和不死的状态?难道看一眼(观测)就能决定猫的生死?

这是薛定谔对量子力学的质疑。但量子的叠加态确实存在,而且状态由观测决定。我国的量子加密通讯就是利用了这一原理进行的。

大致说这些……量子真好玩……老铁们,双击666……

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