کوانتوم در مقابل مکانیک کلاسیک
مکانیک کوانتومی و مکانیک کلاسیک دو سنگ بنای فیزیک هستند که امروزه می شناسیم. مکانیک کلاسیک رفتار اجسام ماکروسکوپی را توصیف می کند که در مقایسه با سرعت نور دارای سرعت نسبتاً کمی هستند. مکانیک کوانتومی رفتار اجسام میکروسکوپی مانند ذرات زیر اتمی، اتم ها و دیگر اجسام کوچک را توصیف می کند. این دو از مهمترین رشته های فیزیک هستند. داشتن درک درست در این زمینه ها برای برتری در هر بخشی از فیزیک حیاتی است. در این مقاله قصد داریم به این موضوع بپردازیم که مکانیک کوانتومی و مکانیک کلاسیک چیست، کجا کاربرد دارند، ویژگی‌های خاص آنها، شباهت‌های مکانیک کوانتومی و مکانیک کلاسیک، تغییرات آنها و در نهایت تفاوت مکانیک کوانتومی و مکانیک کلاسیک.
مکانیک کلاسیک چیست؟
مکانیک کلاسیک مطالعه اجسام ماکروسکوپی است. حرکات و استاتیک اجسام ماکروسکوپی تحت مکانیک کلاسیک مورد بحث قرار می گیرد. مکانیک کلاسیک دارای سه شاخه مختلف است. آنها مکانیک نیوتنی، مکانیک لاگرانژی و مکانیک همیلتونی هستند. این سه شاخه بر اساس روش های ریاضی و کمیت های مورد استفاده برای مطالعه حرکت است. به عنوان مثال، مکانیک نیوتنی از بردارهایی مانند جابجایی، سرعت و شتاب برای مطالعه حرکت جسم استفاده می کند، در حالی که مکانیک لاگرانژی از معادلات انرژی و نرخ تغییر انرژی برای مطالعه استفاده می کند. روش مناسب بسته به مشکلی که باید حل شود انتخاب می شود. مکانیک کلاسیک در مکان‌هایی مانند حرکت سیاره‌ها، پرتابه‌ها و بیشتر رویدادهای زندگی روزمره کاربرد دارد. در مکانیک کلاسیک، انرژی به عنوان یک کمیت پیوسته در نظر گرفته می شود. در مکانیک کلاسیک یک سیستم می‌تواند هر مقدار انرژی بگیرد.
مکانیک کوانتومی چیست؟
مکانیک کوانتومی مطالعه اجسام میکروسکوپی است. اصطلاح "کوانتوم" از این واقعیت ناشی می شود که انرژی یک سیستم میکروسکوپی کوانتیزه می شود. نظریه فوتون یکی از پایه های مکانیک کوانتومی است. بیان می کند که انرژی نور به صورت بسته های موجی است. هایزنبرگ، ماکس پلانک، آلبرت انیشتین برخی از دانشمندان برجسته ای هستند که در توسعه مکانیک کوانتومی نقش دارند. مکانیک کوانتومی به دو دسته تقسیم می شود. اولین مورد، مکانیک کوانتومی اجسام غیر نسبیتی است. این میدان مکانیک کوانتومی ذرات با سرعت نسبتاً کم در مقایسه با سرعت نور را مطالعه می کند. شکل دیگر، مکانیک کوانتومی نسبیتی است که ذراتی را که با سرعت های سازگار با سرعت نور حرکت می کنند، مطالعه می کند. اصل عدم قطعیت هایزنبرگ نیز یک نظریه بسیار مهم در پشت مکانیک کوانتومی است. بیان می کند که تکانه خطی یک ذره و موقعیت آن ذره در یک جهت نمی تواند به طور همزمان با دقت 100٪ اندازه گیری شود.
تفاوت بین مکانیک کلاسیک و مکانیک کوانتومی چیست؟
• مکانیک کوانتومی برای اجسام میکروسکوپی اعمال می شود در حالی که مکانیک کلاسیک فقط برای اجسام ماکروسکوپی قابل استفاده است.
• مکانیک کوانتومی را می توان برای اجسام ماکروسکوپی به کار برد، اما مکانیک کلاسیک را نمی توان در سیستم های میکروسکوپی به کار برد.
• مکانیک کلاسیک را می توان به عنوان مورد خاصی از مکانیک کوانتومی در نظر گرفت.
• مکانیک کلاسیک یک رشته کاملاً توسعه یافته است در حالی که مکانیک کوانتومی هنوز یک رشته در حال توسعه است.
• در مکانیک کلاسیک، بیشتر اثرات کوانتومی مانند کوانتیزه کردن انرژی، اصل عدم قطعیت مفید نیستند.
