量子力學的壹些關鍵特點包括:
1.量子化:在量子力學中,某些物理量(如能量、動量、角動量等)只能取壹系列離散的值。這壹概念與經典物理學中的連續變量形成鮮明對比。
2.波粒二象性:量子力學表明微觀粒子具有波和粒子雙重性質。例如,電子既可以表現出粒子的特性(如在探測器上產生點狀的碰撞),也可以表現出波的特性(如通過雙縫實驗產生幹涉圖樣)。
3.不確定性原理:由海森堡提出的不確定性原理指出,某些成對的物理量(如位置和動量,或能量和時間)不能同時被精確測量。對其中壹個量的測量越精確,另壹個量的不確定性就越大。
4.量子態和波函數:量子系統的狀態由波函數(通常表示為Ψ)描述,它包含了關於系統可能測量結果的所有信息。波函數的平方給出了發現粒子在某位置的概率密度。
5.
量子疊加:量子系統可以同時處於多個狀態的“疊加”,即波函數可以是多個可能狀態的波函數的疊加。只有當進行測量時,系統才“坍縮”到其中壹個確定的狀態。
6.量子糾纏:當兩個粒子成為糾纏態時,它們的量子狀態無法獨立於對方描述,即使它們相隔很遠。對其中壹個粒子的測量會瞬間影響到另壹個粒子的狀態,這是量子力學與經典物理學預測最顯著的不同之壹。
量子力學在多個領域都有應用,包括化學、材料科學、電腦科學和信息技術等。它是現代技術的基礎,諸如半導體技術、激光、量子計算和核磁***振成像等都是量子力學的直接應用。