Quantum versus klassieke mechanica
Kwantummechanica en klassieke mechanica zijn twee hoekstenen van de fysica die we vandaag kennen. Klassieke mechanica beschrijft het gedrag van macroscopische lichamen, die relatief kleine snelheden hebben in vergelijking met de lichtsnelheid. Kwantummechanica beschrijft het gedrag van microscopisch kleine lichamen zoals subatomaire deeltjes, atomen en andere kleine lichamen. Deze twee zijn de belangrijkste velden in de natuurkunde. Het is van vitaal belang om een goed begrip van deze velden te hebben om uit te blinken in elk onderdeel van de natuurkunde. In dit artikel gaan we bespreken wat kwantummechanica en klassieke mechanica zijn, waar ze worden toegepast, hun speciale kenmerken, de overeenkomsten tussen kwantummechanica en klassieke mechanica, hun variaties en tenslotte het verschil tussen kwantummechanica en klassieke mechanica.
Wat is klassieke mechanica?
Klassieke mechanica is de studie van macroscopische lichamen. De bewegingen en statica van macroscopische lichamen worden besproken onder de klassieke mechanica. Klassieke mechanica kent drie verschillende takken. Het zijn namelijk Newtoniaanse mechanica, Lagrangiaanse mechanica en Hamiltoniaanse mechanica. Deze drie takken zijn gebaseerd op de wiskundige methoden en grootheden die worden gebruikt om de beweging te bestuderen. De Newtoniaanse mechanica gebruikt bijvoorbeeld vectoren zoals verplaatsing, snelheid en versnelling om de beweging van het object te bestuderen, terwijl Lagrangiaanse mechanica energievergelijkingen en snelheid van energieverandering gebruikt om te bestuderen. Afhankelijk van het op te lossen probleem wordt de juiste methode gekozen. Klassieke mechanica wordt toegepast op plaatsen zoals planetaire beweging, projectielen en de meeste gebeurtenissen in het dagelijks leven. In de klassieke mechanica wordt energie behandeld als een continue hoeveelheid. Een systeem kan elke hoeveelheid energie opnemen in de klassieke mechanica.
Wat is kwantummechanica?
Kwantummechanica is de studie van microscopisch kleine lichamen. De term "kwantum" komt van het feit dat de energie van een microscopisch systeem wordt gekwantiseerd. De fotontheorie is een van de hoekstenen van de kwantummechanica. Het stelt dat de energie van licht de vorm heeft van golfpakketten. Heisenberg, Max Plank, Albert Einstein zijn enkele van de prominente wetenschappers die betrokken zijn bij de ontwikkeling van de kwantummechanica. Kwantummechanica valt uiteen in twee categorieën. De eerste is de kwantummechanica van niet-relativistische lichamen. Dit veld bestudeert de kwantummechanica van deeltjes met relatief kleine snelheden in vergelijking met de lichtsnelheid. De andere vorm is de relativistische kwantummechanica, die deeltjes bestudeert die bewegen met snelheden die compatibel zijn met de snelheid van het licht. Het onzekerheidsprincipe van Heisenberg is ook een zeer belangrijke theorie achter de kwantummechanica. Het stelt dat het lineaire momentum van een deeltje en de positie van dat deeltje in dezelfde richting niet tegelijkertijd met 100% nauwkeurigheid kan worden gemeten.
Wat is het verschil tussen klassieke mechanica en kwantummechanica?
• Kwantummechanica wordt toegepast op microscopische lichamen, terwijl klassieke mechanica alleen op macroscopische lichamen van toepassing is.
• Kwantummechanica kan worden toegepast op macroscopische lichamen, maar klassieke mechanica kan niet worden toegepast op microscopische systemen.
• Klassieke mechanica kan worden beschouwd als een speciaal geval van kwantummechanica.
• Klassieke mechanica is een volledig ontwikkeld veld, terwijl de kwantummechanica nog een veld in ontwikkeling is.
• In de klassieke mechanica zijn de meeste kwantumeffecten, zoals energiekwantisering en onzekerheidsprincipe, niet bruikbaar.
