關於量子力學和相對論,量子力學和相對論是怎麼來的?

2021-08-04 15:17:52 字數 5291 閱讀 7770

1樓:悟空的寶箱

什麼是時空?時空有盡頭嗎,又始於何時何處?新的系列,時空畫卷,山海經系列我們穿梭千年,這次我們要穿梭百億年,去尋找時空的開端,啟航。。。

2樓:甫藹符憶彤

因為光沒有質量,0乘以無窮大還是0.

3樓:

量子力學就是以高等數學為基礎,分量化物質等能量,不具有一般規律的數學研究!

相對論是將物理學擺脫數學模型理想化!

4樓:無敵的司馬

自己去翻書看就行了,初級入門是很簡單的。

由於本人也沒系統全部學玩,無法回答。

5樓:孤單子龍

量子力學是乙個體系,不是一兩句話就能說清楚的,包含很多類容。

我把我知道的相對論內容給你說說;1光速不邊原理。光在任何參考系中的速度都是一樣的。2所有慣性參考系都是一樣的

量子力學和相對論是怎麼來的?

6樓:北京理工大學出版社

18世紀末,約翰·公尺切爾(johnmichell)牧師和皮爾·西蒙·拉普拉斯把光速有限的認識與牛頓的逃逸速度概念結合起來,從而發現了引力的最富魅力的結果:黑洞。

逃逸速度的概念是人們很熟悉的。乙個人無論用多大力向空中扔出石塊,石塊終將落回地面,這使人感到引力似乎不可抗拒。然而,我們還是要問,引力能夠對物質束縛到什麼程度?

如果不是由地球上而是由火星的一顆小衛星上(比如說火衛一)丟擲石塊,情形就完全不同。火衛一的引力是如此之小,乙個人的臂力就足以把石塊拋到繞它運轉的軌道上,甚至可以把石塊拋到圍繞火星的軌道上,而火衛一距離火星約有9000公里。

讓我們仍回到地球上來。地球的引力可以由乙個又深又寬的開口井來表示。拋射物體只有速度足夠高才能逃離地球。

為了把一顆衛星送入軌道,火箭發射器必須到達一定的高度,然後轉到與地面平行的方向,再加速到至少每秒8公里的速度,這個速度所對應的離心力(朝向外空)才能與引力(朝向地心)相平衡。

有一種叫作飛車走壁的危險表演,電單車手駕車在陡峭的斜壁上賓士,隨著車速增大,車子也沿著斜壁公升高。一顆軌道上的衛星很像這裡的飛車,它也在引力井的壁上運轉。

如果電單車手進一步把車速增大到另乙個臨界值以上,他就會飛出斜壁。同樣,如果火箭的速度足夠大,它也能擺脫地球的吸引。這個臨界速度對一塊石頭或一枚火箭來說都是一樣的,它就叫逃逸速度。

就地球而言,它是11.2公里/秒,對其他任何乙個行星、恆星或別的天體,也很容易算出其大小。這個速度只取決於那個提供引力的星球的性質,而與被拋射的物體無關。

星球的質量越大,逃逸速度也越大;質量一定時,逃逸速度則隨星球半徑的減小而增大。

這就是說,乙個星球的密度越大也就是越緻密,它的引力井就越深,要逃脫它的束縛顯然就越困難。火衛一的逃逸速度只有5公尺/秒,月亮的是2.4公里/秒,而太陽的是620公里/秒。

對於更緻密的星球,例如白矮星,這個速度高達每秒數千公里。

關於黑洞的思想正是來自於把簡單的逃逸速度概念推向極端。自2023年奧拉斯·雷默(olsusroemer)對木星、衛星的運動進行觀測以來,已經知道光的速度大約是300000公里/秒。於是就很容易想象出這樣一種星球的存在,其質量是如此之大,以至於從其表面逃逸的速度大於光速。

除了超前乙個多世紀料想到光能被引力捕獲外,拉普拉斯和公尺切爾還猜想到巨大的暗天體可能像恆星一樣眾多。在20世紀末,這科學巨變的時期,暗物質的存在正是宇宙學中最重要的課題之一。宇宙總質量的相當大一部分很可能是看不見的。

對這些不可見星球(直到2023年才命名為「黑洞」)的詳細研究需要一種比牛頓理論更精確的引力理論。愛因斯坦的廣義相對論預言了黑洞的存在,其「大小」恰與公尺切爾和拉普拉斯猜想的一樣。

但是,嚴格說來,這兩個理論在不可見星球的大小上的一致只是表面上的。按照牛頓理論,即使逃逸速度遠大於300000公里/秒,光仍然可以從星球表面射出到一定高度,然後再返回(正如我們總能把乙隻球從地面往上丟擲)。而在廣義相對論裡來講逃逸速度就是不正確的了,因為光根本不可能離開黑洞表面。

黑洞的表面就像乙隻由光線織成的網,光線貼著表面環繞執行,但決不能逃出來。如果黑洞在自轉,則捕獲光的那個面與黑洞自身的表面是不相同的。借助於逃逸速度來描述黑洞,雖然有著重要的歷史價值和啟發作用,卻是過於簡單了。

直至廣義相對論建立為止,公尺切爾和拉普拉斯的思想被人們完全遺忘了。這一方面是因為沒有什麼跡象表明宇宙中存在如此緻密的物質(當然,不可見性本身是乙個好理由);另一方面,他們的思想是建立在牛頓關於光本性的微粒說基礎上的,即光微粒也像通常物質一樣服從引力定律。而在整個19世紀,光的波動說佔據了統治地位。

按照這種理論,光是一種振動在媒質中的傳播,光波是不受引力影響的,公尺切爾和拉普拉斯的思想因而失效。

導致20世紀的兩大物理理論產生的兩個簡單問題行星的運動之所以能被計算出來,是因為我們知道物體之間的相互吸引力與它們的質量成正比,與距離的平方成反比。然而這裡還有許多更深刻的問題尚未回答,比如引力的本質,它如何由物質產生,又如何作用到被真空隔離的物體上。

牛頓的引力不像馬拉車的力那樣通過直接接觸來傳遞。乙個物體產生的引力能作用到遠處的另一物體,這種不需要媒質而瞬時作用的力的概念,是雷納·笛卡兒(renedescartes)於2023年在其《哲學原理》(principesdelaphilosophie)中所闡述的,並難以被機械宇宙觀所接受。牛頓本人是乙個忠實的機械論者,他把自己的定律看作只是一種能計算物體運動的數學工具,而不是一種物理真實。

他曾說過,想象引力能瞬時地和超距地作用是荒謬的,是沒有乙個真正的哲學家能接受的。拉普拉斯曾試圖通過考慮引力以有限速度傳播來修改牛頓理論,他的推理在原則上是正確的(自愛因斯坦以後,我們知道引力是以光速傳播),但在實際上是錯誤的:他算出引力的傳播速度必定是光速的700萬倍。

19世紀,同樣的超距作用問題重新出現在研究電的學者面前。與引力相似,兩個物體間的電力也與它們電荷的乘積成正比(引力是與兩物體質量的乘積成正比),與它們距離的平方成反比。儘管物理學家最後還是接受了(沒有更好的辦法)引力的超距作用,但是,他們卻拒不接受電力也是如此。

於是,麥可·法拉第(michaelfaraday)和詹姆斯·克拉克·麥克斯韋(jamesclerkmaxwell)提出了場的概念。場能夠作為物體間相互作用的媒介,並以有限速度傳播。不是兩個電荷在真空中通過瞬時力相互吸引或排斥,而是每乙個電荷都在其周圍產生乙個「電場」,其強度隨距離增大而減小。

每個電荷所受的力都歸結為兩個場的相互作用。那麼,引力也能以同樣方式來描述:乙個物體產生的引力場作用於所有其他物體。

這決不只是一種描述詞語的簡單改變。場的根本優越性在於,它把瞬時超距作用代之以需要時間來傳播並隨空間距離增大而減弱的作用。場論,這經典物理的光輝頂峰,看似毀壞了牛頓物理的根基,實則開闢了通向電磁學,然後是相對論的道路。

麥克斯韋的理論統一了電和磁,看似簡化了物理學,實則使問題更為複雜,因為它使伽利略和牛頓的宇宙影象頓起禍端。通過對電磁場的仔細的理論和實驗研究,立即提出了兩個簡單的問題,這兩個問題最終導致了20世紀的兩大理論物理成果:量子力學和相對論。

7樓:悟空的寶箱

什麼是時空?時空有盡頭嗎,又始於何時何處?新的系列,時空畫卷,山海經系列我們穿梭千年,這次我們要穿梭百億年,去尋找時空的開端,啟航。。。

8樓:張嘉年

量子力學是2023年以蒲朗克為首的一批科學家研究發現的,相對論是2023年愛因斯坦個人研究發現的。

廣義相對論研究的物件是-宇宙巨集觀世界,而量子力學研究的物件是-基本粒子微觀世界

圖中+-號代表不可分割的最小正負電磁資訊單位-量子位元(qubit)(名物理學家約翰.惠勒john wheeler曾有句名言:萬物源於位元 it from bit

量子資訊研究興盛後,此概念昇華為,萬物源於量子位元)注:位元即位元

相對論和量子力學一樣嗎?有何區別?

9樓:匿名使用者

當然不一bai

樣了!這兩者的適用領域du是不同的。zhi

就說通俗點吧!牛頓dao

的經典內力學是描述巨集觀物體容

在低速狀態下物理規律的理論,也就是我們通常可以看見的、較易理解的物理規律。不適用於微觀粒子(例如原子內部)、接近光速的運動。

而愛因斯坦的相對論是在牛頓經典力學的基礎上更進一步,囊括了巨集觀物體在高速、低速狀態下的各種運動規律。即除了微觀粒子,其他一切物理規律都遵循相對論。

量子力學則是最為神秘、最難以被世人理解的一種物理理論。該理論只用於研究微觀粒子的運動規律,與我們所熟知的世界格格不入!但卻是事實存在的。

其代表人物是當今的霍金。量子力學也是現代物理學發展的又乙個方向。

不過別忘了,現在的一切物理理論都不是完全正確的!因為最終,不管是相對論、量子力學……所有的理論都應當歸為一種理論,而這種理論將能解釋一切物理規律。

我們也應當辯證的看待這些物理學的理論。

10樓:羅海濤

本質區別太大。抄

相對論的核心是認襲為引力是質量引起時空彎曲的表現。相對論也同很多經典理論一樣是決定論,即因果很明確,認為知道足夠前置引數便可準確推知結果。這種準確地因果關係,在一切巨集觀尺度下顯得很準很準,比如送一顆衛星進預訂軌道。

量子力學表現在微觀尺度上,量子並不按照規則走,凡事只是概率,沒有絕對了,不能再由前置條件推論出精確結果。

11樓:手機使用者

不一樣。

相對論是建立在光速恆定的假設之上的乙個理論,主要用來處理內高速運動(光速量級)問題;量容子力學是建立在電磁場能量只能以某一最小單位的整數倍變化的量子化假設之上的,主要用來處理電磁場及物質(分子、原子、等離子體等)的相互作用問題。雖然處理很多問題(如分子原子內電子運動)時需要同時用到這兩個理論,但這倆是否一樣的問題實在不能算個問題

12樓:匿名使用者

經典力學是對巨集觀物體和低速物體進行的力學研究,量子力學是對微觀物體和高速物體的力學研究,巨集觀和微觀的界限在原子層面,高速和低速的界限在近光速層面,最

相對論和量子力學一樣嗎?

13樓:匿名使用者

當然不一樣了!這兩者的適用領域是不同的。

就說通俗點吧!牛頓的經典力學是回描述巨集觀物體在答

低速狀態下物理規律的理論,也就是我們通常可以看見的、較易理解的物理規律。不適用於微觀粒子(例如原子內部)、接近光速的運動。

而愛因斯坦的相對論是在牛頓經典力學的基礎上更進一步,囊括了巨集觀物體在高速、低速狀態下的各種運動規律。即除了微觀粒子,其他一切物理規律都遵循相對論。

量子力學則是最為神秘、最難以被世人理解的一種物理理論。該理論只用於研究微觀粒子的運動規律,與我們所熟知的世界格格不入!但卻是事實存在的。

其代表人物是當今的霍金。量子力學也是現代物理學發展的又乙個方向。

不過別忘了,現在的一切物理理論都不是完全正確的!因為最終,不管是相對論、量子力學……所有的理論都應當歸為一種理論,而這種理論將能解釋一切物理規律。

我們也應當辯證的看待這些物理學的理論。

相對論與量子力學,如今通過量子力學和廣義相對論的描述

其實,光子是很奇特的粒子,它要麼總以真空中的光速c這唯一的一種速度運動,要麼根本就不存在!其根源就在於光子的靜質量為0,這決定了它不能以任何低於c的速度運動,否則其動質量就總是0 僅在達到光速時,其動質量才能達到乙個有限值 0質量就意味著它不存在!注意,只有靜質量不為0的普通物質在達到光速時才會質量...

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如果一看到公式你就能明白是什麼意思?怎麼來的?甚至能從頭到尾在腦子裡面推演出來,那麼你就算是學好了,學這種東西是有方法,那就是勤奮的條件下理解能力和數學能力強,特別是對於量子力學,如果你高數以及線性代數都沒搞懂,還談什麼方法那根本就是紙上談書,公式是有生命力的,並不是死的,如果你死記的話根本就毫無意...

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