量子物理:初步認識量子物理

核心特點——微觀世界與宏觀世界的差異

量子物理(又稱量子力學)是物理學中描述微觀世界(原子、電子、光子等尺度)基本規律的理論框架。它與我們熟悉的經典物理(牛頓力學、電磁學等)有根本性的不同,因為微觀粒子的行為展現出許多奇特且反直覺的現象。

簡單來說,量子物理的核心思想是:

  1. 能量是“量子化”的:

    • 能量不是連續變化的,而是像臺階一樣,一份一份地變化。這份最小的、不可再分的能量單位稱為“量子”。(這也是“量子物理”名稱的由來)。
    • 例如,原子中的電子只能存在于特定的能量等級(能級)上,不能處于這些能級之間的狀態。電子從一個能級躍遷到另一個能級時,會吸收或發射一份特定能量的光子(光的量子)。
  2. 波粒二象性:

    • 微觀粒子(如電子、光子)同時具有粒子的特性。它們既不是經典意義上的小球,也不是經典意義上的波。
    • 在某些實驗中(比如雙縫干涉),它們表現出波的干涉和衍射現象;在另一些實驗中(比如光電效應),它們又表現出粒子的碰撞和能量傳遞特性。
    • 我們不能用單一的“粒子”或“波”模型完全描述它們,必須接受這種雙重性質。
  3. 不確定性原理(海森堡):

    • 我們無法

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