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古典的なメカニズムはどこで失敗し、量子は?

日常のオブジェクトの物理学である古典力学は、量子効果が支配的になる原子や分子など、非常に小さなオブジェクトを含む状況で分解します。これは、古典的なメカニズムが失敗し、量子力学が引き継ぐ重要な領域の内訳です。

1。エネルギー量子化:

* 古典力学: エネルギーはあらゆる価値を引き受けることができます。つまり、継続的になる可能性があります。

* 量子力学: エネルギーは量子化されています。つまり、Quantaと呼ばれる離散パケットにのみ存在できます。これが、原子の電子が特定のエネルギーレベルを占める理由であり、光子を吸収または放出することによってこれらのレベルの間でのみジャンプすることができます。

2。波粒子の二重性:

* 古典力学: オブジェクトは波または粒子のいずれかです。

* 量子力学: オブジェクトは、波のような特性と粒子様特性の両方を示します。これは、古典的に考慮された粒子と見なされる電子が格子と相互作用するときに波のように振る舞う電子回折のような現象によって実証されています。

3。不確実性の原則:

* 古典力学: オブジェクトの位置と運動量の両方を同時に正確に測定することができます。

* 量子力学: Heisenbergの不確実性の原則は、粒子の位置と勢いの両方を完全に正確に知ることは不可能であると述べています。 1つをより正確に測定すればするほど、他方を測定することはできません。

4。トンネリング:

* 古典力学: 粒子は、それを克服するのに十分なエネルギーがない場合、潜在的な障壁を通過できません。

* 量子力学: 量子トンネルは、粒子が十分なエネルギーを持っていなくても、潜在的な障壁を通過することができます。これは、粒子の波動関数が古典的に禁止されている領域に拡張できるためです。

5。重ね合わせ:

* 古典力学: 粒子は一度に1つの状態にしかありません。

* 量子力学: 粒子は、複数の状態を同時に重ね合わせることができます。これは、量子コンピューターが一度に複数の可能性を探求する方法です。

6。エンタングルメント:

* 古典力学: 2つの粒子は互いに独立しています。つまり、その特性は互いに影響を与えません。

* 量子力学: エンタングルメントにより、2つの粒子を、広大な距離でさえもリンクさせることができます。これは、一方の粒子の状態を測定すると、他の粒子の状態に即座に影響することを意味します。

要約:

古典的なメカニクスは、巨視的な世界の適切な近似ですが、微視的な世界の挙動を説明することはできません。量子力学は、原子、分子、およびその他の小さな粒子の特性と相互作用を理解するために必要です。それは現実のより基本的な説明を提供し、量子領域の奇妙でカウンターに反する性質を強調しています。

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