Квантна механика — разлика између измена

Садржај обрисан Садржај додат
сређивање и проширивање
Autobot (разговор | доприноси)
м razne izmene; козметичке измене
Ред 1:
[[Датотека:HAtomOrbitals.png|мини|275п|Слика. 1: [[Таласна функција|Таласне функције]] [[електрон]]а у водониковом атому. [[Енергија]] расте надоле: ''n''=1,2,3... и [[момент импулса]] (угаони момент) расте слева на десно: ''s'', ''p'', ''d''... Светлија подручја одговарају већој вероватноћи где би могао експериментално да се нађе електрон.]]
 
'''Квантна механика''' (такође позната као '''Квантна физика''' или '''Квантна теорија''') је фундаментална грана [[Teorijska fizika|теоријске физике]] којом су унапређене [[Механика|класична механика]] и [[Електромагнетизам|класична електродинамика]] при описивању [[Атом|атомскихатом]]ских и [[Субатомске честице|субатомских]] појава. Квантна физика је до сада најпотпунија микроскопска теорија која постоји за опис [[Материја|материје]] и [[Енергија|енергије]]. Док је стање система у [[Класична механика|класичној физици]] увек одређено (нпр. ако знамо почетно стање лоптице и све [[Сила|силе]] које на њу делују, можемо израчунати где ће се лоптица налазити у било ком тренутку свог кретања), за разлику од тога стање система у квантној механици није потпуно одређено и оно се налази у [[Квантна суперпозиција|квантној суперпозицији]] различитих стања, што значи да ће систем у датом тренутку да се налази у неком стању само са одређеном [[Вероватноћа|вероватноћом]] (нпр. у квантној механици ако бацимо лоптицу и она удари у зид, највећа вероватноћа је да ће се она одбити од зида али код квантно-механичких појава постоји вероватноћа и да ће таква квантна лоптица проћи кроз зид неоштећујући га!<ref>{{Cite web|url=https://notendur.hi.is/hj/QuantumMechanics/quantum.html|title=Todd's Quantum Intro|website=notendur.hi.is|access-date=2019-09-26}}</ref> Такав ефекат назива се [[Тунел ефекат|квантни тунел ефекат]]). Немогућност предвиђања у ком стању ће се систем наћи није ограничено само прецизношћу уређаја којима меримо, већ самом природом квантне физике која се манифестује на том микроскопском нивоу.
 
Квантна физика налази се у основи многих дисциплина [[Физика|физике]] и [[Хемија|хемије]], као што су [[Fizika čvrstog stanja|физика кондензоване материје]], [[Atomska fizika|атомска физика]], [[молекуларна физика|молекулска физика]], [[Računarska hemija|рачунарска хемија]], [[физичка хемија]], [[Kvantna hemija|квантна хемија]], [[Fizika elementarnih čestica|физика честица]] и [[нуклеарна физика]]. Заједно са [[Општа теорија релативности|општом теоријом релативности]] квантна механика представља један од стубова савремене физике.
 
Квантна механика је предложена када су откривени неки ефекти који се нису могли објаснити законима класичне физике (нпр. [[атом]] не би могао да постоји јер би као систем [[Електрон|електронаелектрон]]а, [[Протон|протонапротон]]а и [[Неутрон|неутронанеутрон]]а био јако нестабилан систем гледано из угла [[Класична механика|класичне физике]]<ref>{{Cite web|url=http://abyss.uoregon.edu/~js/cosmo/lectures/lec08.html|title=Quantum Physics|website=abyss.uoregon.edu|access-date=2019-09-26}}</ref>). Квантна механика се постепено развијала од [[1901]]. године почев од [[Макс Планк]]овог решења проблема [[Zračenje crnog tela|зрачења црног тела]] које је детектовано [[1859]]. године и рада [[Алберт Ајнштајн|Алберта Ајнштајна]] из [[1905]]. године, који говори о квантно-базираној теорији објашњења [[Фотоелектрични ефекат|фотоелектричног ефекта]] који је експериментално пронађен [[1887]]. године. Прве формулације квантне механике појављују се у средњим двадесетим годинама [[20. век|20. века]]а. Област је названа квантна механика зато што је историјски прво квантизовано само [[кретање]] честица, при чему се [[електромагнетно поље]] користило у свом класичном облику.<ref name=":0">{{Cite book|url=https://www.worldcat.org/oclc/56640205|title=Many-body quantum theory in condensed matter physics : an introduction|last=Bruus, Henrik.|date=2004|publisher=Oxford University Press|others=Flensberg, Karsten.|isbnid=ISBN 0198566336|location=Oxford|oclc=56640205}}</ref>
 
Овако замишљена теорија је формулисана различитим специјално изведеним математичким формалностима. У једној од њих, математичка функција, [[Квантно стање|таласна функција]], обезбеђује информације о [[Вероватноћа|амплитуди вероватноће]] позиције, импулса и других физичких особина честица. Формулација квантне механике преко таласних функција назива се и термином ''прва квантизација''. Касније формулисана квантна механика преко оператора и квантне теорије поља назива се термином ''друга квантизација.<ref name=":0" />'' Данас се у физици користе оба начина описивања квантних феномена у зависности од области физике и практичности примене једне од ове две формулације.
[[Датотека:Quantum-computer-Chalmers 2017.jpg|мини|Квантни [[процесор]] од 3 [[Кубит|кубитакубит]]а (квантних [[Бит (рачунарство)|бита]]) направљен [[2017]]. године на шведском техничком факултету у [[Гетеборг|Гетеборгу]]у.]]
Квантна физика проналази примену у све више уређаја који срећемо у свакодневном животу. Важне примене квантне теорије су у [[Суперпроводност|суперпроводним магнетима]], [[Светлећа диода|LED диодама]] и [[ласер]]има, као и у [[транзистор]]има и [[Poluprovodničke komponente|полупроводницима]] који се могу наћи у [[микропроцесор]]у, [[Elektronski mikroskop|електронском микроскопу]] или машинама за [[Нуклеарна магнетна резонанција|нуклеарну магнетну резонанцу]]. Такође налази примену и у многим биолошким и физичким феноменима.<ref>Matson, John. "What is Quantum Mechanics Good for?".Scientific American. Приступљено 18. 05 2016.</ref>
 
== Скраћена историја ==
Научна истраживања о идентификовању таласне особине светлости почињу у 17. и 18. веку, када су научници [[Роберт Хук]], [[Кристијан Хајгенс]] и [[Леонард Ојлер]] предложили теорију о таласној особини светлости, заснованој на експерименталним опажањима.<ref>[[Max Born]] & Emil Wolf, Principles of Optics, 1999, Cambridge University Press</ref> Давне 1803. године, [[Томас Јанг]], енглески научник који је владао знањем из више различитих грана науке, извео је познати [[експеримент са двоструким прорезом]], који је касније описан у раду под насловом ''О природи светлости и боја'' . Експеримент је играо главну улогу у генералном прихватању теорије таласне карактеристике [[Светлост|светлостисветлост]]и.
 
Већ 1838. године [[Мајкл Фарадеј]] проналази [[Katodni zrak|катодне зраке]]. Ове студије пропраћене су изјавом [[Густаф Кирхоф|Густава Кирхофа]] из 1859. године о зрачењу црног тела, такође предлогом [[Лудвиг Болцман|Лудвига Болцмана]] да стање енергије физичких система може бити дискретно, те на крају и квантном хипотезом [[Макс Планк|Макса Планка]] из 1900. године.<ref>{{Cite book|last=Mehra|first=J.|last2=Rechenberg|first2=H.| title = The historical development of quantum theory| location = New York| publisher = Springer-Verlag|year=1982|isbn=978-0-387-90642-3|pages=}}</ref> Планкова хипотеза да се енергија зрачи и апсорбује у дискретним "порцијама" (односно квантима) се врло прецизно поклапа са посматраним шаблоном зрачења црног тела.
Ред 18:
[[Вилхелм Вин]], 1896. године емпиријски утврђује [[Vinov zakon pomeranja|Винов закон]] о прерасподели [[Зрачење|зрачења]] црног тела. [[Лудвиг Болцман]] долази до истих закључака независно, разматрајући [[Максвелове једначине]]. Међутим, то је важило само у случају високих фреквенција. Касније, Планк исправља овај модел користећи Болцманову статистичку интерпретацију термодинамике и предлаже [[Планков закон]], који води ка развијању квантне механике.
 
Пратећи Планкова решења из 1900. године о зрачењу црног тела (објављена 1859. године), [[Алберт Ајнштајн]] 1905. године образлаже квантно засновану теорију која објашњава [[фотоелектрични ефекат]] (објављен 1887). У периоду око 1900. до 1910. године, атомистика и честична теорија [[Светлост|светлостисветлост]]и широм су прихваћене као научне чињенице. Ове теорије могу се приказати као квантне теорије [[Материја|материје]] и [[Електромагнетско зрачење|електромагнетног зрачења]].
 
[[Артур Комптон]], сер [[Чандрасекара Венката Раман|Чандрасекхара Венката Раман]] и [[Питер Земан]] су били први научници који су проучавали квантни феномен, такође, имена ових научника налазе се у именима квантних ефеката. [[Роберт Миликен|Роберт Ендру Миликен]] је експериментално проучавао [[фотоелектрични ефекат]] из чега је Алберт Ајнштајн извео теорију. У исто време, [[Нилс Бор]] развија теорију атомске структуре, коју је касније експериментално потврдио [[Хенри Мозли]]. [[Peter Debi|Питер Деби]], 1913. године врши допуну ове теорије уводећи [[Елипса|елиптичне орбите]], концепт који је већ представио [[Arnold Zomerfeld|Арнолд Зомерфелд]].<ref>E Arunan (2010). [http://www.ias.ac.in/resonance/Volumes/15/12/1056-1059.pdf "Peter Debye"] (PDF). ''Resonance (journal)''. Indian Academy of Sciences. '''15''' (12).</ref> Ова фаза је још позната и као стара квантна теорија.
Ред 146:
== Литература ==
{{refbegin|2}}
* {{Cite book| ref=harv | last=Harrison| first = Edward| title = Cosmology: The Science of the Universe| url = https://books.google.com/books?id=kNxeHD2cbLYC&pg=PA239|year=2000| publisher = Cambridge University Press|isbn=978-0-521-66148-5|pages=239}}
* {{Cite book| ref=harv |last=Mehra|first=J.|last2=Rechenberg|first2=H.| title = The historical development of quantum theory| location = New York| publisher = Springer-Verlag|year=1982|isbn=978-0-387-90642-3|pages=}}
* Слободан Мацура, Јелена Радић-Перић, АТОМИСТИКА, Факултет за физичку хемију Универзитета у Београду/Службени лист, Београд, 2004. (стара квантна теорија и већина утемељиваћких експериментата)
* Пол Дирак, ''The Principles of Quantum Mechanics'' (1930)
* {{Cite book| ref=harv | last=Griffiths| first = David J.| title = Introduction to Quantum Mechanics| location = | publisher = Prentice Hall|year=1995|isbn=978-0-13-111892-8|pages=}}
* Ричард Фејнман, Robert B. Leighton and Matthew Sands (1965). ''The Feynman Lectures on Physics'', Addison-Wesley.
* Hugh Everett, Relative State Formulation of Quantum Mechanics, ''Reviews of Modern Physics'' vol 29, (1957) pp. 454–462.
* {{Cite book| ref=harv |author=Bryce DeWitt, R. Neill Graham, eds| title = The Many-Worlds Interpretation of Quantum Mechanics| location = | publisher = Princeton Series in Physics, Princeton University Press |year=1973|isbn=978-0-691-08131-1|pages=}}
* Albert Messiah, ''Quantum Mechanics'', English translation by G. M. Temmer of ''Mécanique Quantique'', 1966, John Wiley and Sons, vol. I, chapter IV, section III.
* Ричард Фејнман (Richard P. Feynman), ''QED: The Strange Theory of Light and Matter''
* {{Cite book| ref=harv | last=Chester| first = Marvin| title = Primer of Quantum Mechanics| location = | publisher = 1987, John Wiley, N.Y|year=|isbn=978-0-486-42878-9|pages=}}
* Hagen Kleinert, ''Path Integrals in Quantum Mechanics, Statistics, Polymer Physics, and Financial Markets'', 3th edition, World Scientific (Singapore, 2004)
* {{Cite book| ref=harv | last=Mackey| first = George| title = The mathematical foundations of quantum mechanics| location = | publisher = Dover Publications|year=2004|isbn=978-0-486-43517-6|pages=}}
* {{Cite book| ref=harv | last=Griffiths| first = David J.| title = Introduction to Quantum Mechanics (2nd ed.) | publisher=Prentice Hall |year=2004|isbn=978-0-13-805326-0|pages=}}
* {{Cite book| ref=harv | last=Omnes| first = Roland| title = Understanding Quantum Mechanics | publisher=Princeton University Press |year=1999|isbn=978-0-691-00435-8|pages=}}
* J. Џон фон Нојман, ''Mathematical Foundations of Quantum Mechanics'', Princeton University Press, 1955.
* H. Weyl, ''The Theory of Groups and Quantum Mechanics'', Dover Publications 1950.