JATOM.GIF (4643 bytes) 可否大約介紹一下所謂的量子力學?(藍藍)


維尼哥哥

不知道妳多大年紀,不過妳問的這個問題看似簡單,卻是「大哉問」!因為連我自己對量子力學都不是那麼清楚!

好吧!就我所知,簡單說明一下:

首先,量子力學探討的主要是
次原子的微觀世界,對於我們日常的世界來說,牛頓的古典力學依舊是毫不動搖的真理。

量子力學的發展是這樣的:

在西元1900年,德國物理學家
浦朗克發現光或能量的吸收與發射,並不是連續的,而是某一特定量的整數倍,於是,他把這個特定量稱作「量子」(quantum)。一個光量子所帶的能量E,與光的頻率有關,並導出公式E=h.μ。其中μ為頻率,而 h是個常數,我們現在把它叫做「浦朗克常數」。(浦朗克因此成就,榮獲1918年的諾貝爾物理獎。)

後來,
愛因斯坦利用「量子」的全新概念,成功地解釋了困擾物理學家很久的「光電效應」,並推導出光具有「波粒二象性」(wave-particle duality),也就是光既是粒子,也是波動。(愛因斯坦因此成就,榮獲1921年的諾貝爾物理獎,而非一般人認為的相對論。)

後來,法國物理學家
德布羅依於1924年,更進一步提出:不單是光子,任何物質粒子,都具有「波粒二象性」,包括棒球投手投出的球,叫做「物質波」。但是,只有屬於次原子層次的粒子,才有辦法觀察出其波動現象。

隨後在1927年,德國物理學家
海森堡提出了「測不準原理」(uncertainty principle,或稱「不確定原理」),說明我們絕對無法同時測出物質的動量及位置。

之後,
薛丁格將德布羅依的物質波理論進一步發展,並吸收了「測不準原理」的精神,而提出「機率波」的概念。以原子來說,電子不再是存在於原子核外固定的軌道中,而是以類似「電子雲」的方式,以各種不同機率,存在於原子核的周圍。

薛丁格的理論,衍生出一個量子論裡非常有名的弔詭 - 「薛丁格的貓」;同時,愛因斯坦也說出:「上帝不喜歡玩骰子」的名言,而與量子論分道揚鑣。

總而言之,二十世紀物理學上兩大發現:量子論及相對論,前者用於次原子微觀世界,後者用於超高速(光速)世界,對我們一般凡夫俗子來說,被蘋果K到頭的牛頓就夠用啦!^_^