Vật lý lượng tử

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia
Bước tới điều hướng Bước tới tìm kiếm

Bạn phải thêm 1 tham số |lý do= để bản mẫu cần dọn dẹp này - thay thế nó bằng {{Cần dọn dẹp|lý do=<Điền vào lý do ở đây>}}, hoặc gỡ bỏ bản mẫu cần dọn dẹp.

Vật lý lượng tử là chuyên ngành vật lý giải thích các hiện tượng ở quy mô nguyên tử hay nhỏ hơn (hạ nguyên tử). Nó không bao gồm các ngành như cơ học lượng tử, lý thuyết trường lượng tử... Cơ học lượng tử là sự kết hợp chặt chẽ của ít nhất bốn loại hiện tượng mà cơ học cổ điển không tính đến, đó là

  1. Lượng tử hóa (rời rạc hóa) một số đại lượng vật lý
  2. Lưỡng tính sóng-hạt
  3. Vướng lượng tử
  4. Nguyên lý bất định.

Lượng tử[sửa | sửa mã nguồn]

Onde electromagnetique.svg ≈≈

Lượng tử đại diện cho một vật lượng không có khối lượng được tìm thấy từ Phóng xạ . Lượng tử có ký hiệu h còn được gọi là Hằng số Planck và được tính bằng công thức

. Với J là joule và s là giây


Một phần tử không có khối lượng di chuyển dưới dạng sóng ở vận tốc bằng vận tốc ánh sáng mang theo Năng lực lượng tử của một Động lượng lượng tử

Lưỡng tính sóng hạt[sửa | sửa mã nguồn]

Lượng tử có Lưỡng tính sóng hạt có nghĩa là lượng tử có cả 2 tính chất vừa là Hạt vừa là sóng

  • Tính chất Hạt của Lượng tử .
  • Tính chất Sóng của Lượng tử .

Công thức nêu trên là công thức de Broglie, được đề xuất bởi nhà vật lý người Pháp Louis de Broglie vào năm 1924, mở rộng ý tưởng trước đó của Albert Einstein về sự tồn tại của các quang tử, và là thành quả nhận thức của loài người sau 4 thế kỷ tranh luận giữa trường phái lý thuyết sóng khởi xướng bởi Christiaan Huygens và trường phái hạt khởi xướng bởi Isaac Newton. Bước sóng trong công thức nêu trên còn được gọi là bước sóng de Broglie

Vì hằng số Planck có giá trị rất nhỏ, tính chất sóng của vật chất chỉ thể hiện rõ với các hạt có động lượng rất bé, cụ thể là các hạt cơ bản như điện tử, photon, phonon,... Các vật thể trong đời sống thường ngày có bước sóng quá nhỏ và hầu như không thể quan sát được tính chất sóng của chúng.

Vướng lượng tử[sửa | sửa mã nguồn]

Rối lượng tử hay vướng víu lượng tử là một hiệu ứng trong cơ học lượng tử trong đó trạng thái lượng tử của hai hay nhiều vật thể có liên hệ với nhau, dù chúng cách xa tới mức nào, thậm chí là tới khoảng cách lên tới cả nhiều năm ánh sáng. Ví dụ, có thể tạo ra hai vật thể sao cho nếu quan sát thấy spin của vật thứ nhất quay xuống dưới, thì spin của vật kia sẽ phải quay lên trên, hoặc ngược lại; dù cho cơ học lượng tử không tiên đoán trước kết quả phép đo trên vật thứ nhất. Điều này có nghĩa là phép đo thực hiện trên vật thể này sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến trạng thái lượng tử trên vật thể vướng víu lượng tử với nó.

Rối lượng tử là hiệu ứng được ứng dụng trong các công nghệ như tính toán lượng tử, mật mã lượng tử, viễn tải lượng tử. Hiệu ứng này, được khẳng định bởi quan sát thực nghiệm, cũng gây ra sự thay đổi nhận thức rằng thông tin về một vật thể chỉ có thể thay đổi bằng tương tác với các vật ngay gần nó.

Nguyên lý bất định[sửa | sửa mã nguồn]

Nguyên lý bất định là một nguyên lý quan trọng của cơ học lượng tử, do nhà Vật lý lý thuyết người Đức Werner Heisenberg phát triển. Nguyên lý này phát biểu rằng ta không bao giờ có thể xác định chính xác cả vị trí lẫn vận tốc (hay động lượng, hoặc xung lượng) của một hạt vào cùng một lúc. Nếu ta biết một đại lượng càng chính xác thì ta biết đại lượng kia càng kém chính xác.

Về mặt toán học, hạn chế đó được biểu hiện bằng bất đẳng thức sau:

Trong công thức trên, sai số của phép đo vị trí, là sai số của phép đo động lượnghhằng số Planck.

Trị số của hằng số Planck h trong hệ đo lường quốc tế:

J.s.

Sai số tương đối trên trị số này là 1,7×10−7, đưa đến sai số tuyệt đối là 1,1×10−40 J.s.

Tham khảo[sửa | sửa mã nguồn]