กลศาสตร์ควอนตัมกับคลาสสิก
กลศาสตร์ควอนตัมและกลศาสตร์คลาสสิกเป็นสองรากฐานที่สำคัญของฟิสิกส์ที่เรารู้จักในปัจจุบัน กลศาสตร์คลาสสิกอธิบายพฤติกรรมของวัตถุขนาดมหึมา ซึ่งมีความเร็วค่อนข้างน้อยเมื่อเทียบกับความเร็วของแสง กลศาสตร์ควอนตัมอธิบายพฤติกรรมของวัตถุขนาดเล็ก เช่น อนุภาคย่อย อะตอม และวัตถุขนาดเล็กอื่นๆ ทั้งสองนี้เป็นสาขาที่สำคัญที่สุดในฟิสิกส์ จำเป็นต้องมีความเข้าใจที่ถูกต้องในสาขาเหล่านี้เพื่อที่จะเป็นเลิศในทุกส่วนของฟิสิกส์ ในบทความนี้ เราจะพูดถึงกลศาสตร์ควอนตัมและกลศาสตร์คลาสสิกอย่างไร โดยนำมาใช้ประโยชน์ ลักษณะพิเศษ ความคล้ายคลึงระหว่างกลศาสตร์ควอนตัมและกลศาสตร์คลาสสิก ความผันแปร และความแตกต่างระหว่างกลศาสตร์ควอนตัมและกลศาสตร์คลาสสิก
กลศาสตร์คลาสสิคคืออะไร
กลศาสตร์คลาสสิกคือการศึกษาวัตถุขนาดใหญ่ การเคลื่อนไหวและสถิตยศาสตร์ของวัตถุขนาดมหึมาถูกกล่าวถึงภายใต้กลไกแบบคลาสสิก กลศาสตร์คลาสสิกมีสามสาขาที่แตกต่างกัน ได้แก่ กลศาสตร์นิวตัน กลศาสตร์ลากรองจ์ และกลศาสตร์แฮมิลตัน ทั้งสามสาขานี้ใช้วิธีการทางคณิตศาสตร์และปริมาณที่ใช้ในการศึกษาการเคลื่อนที่ ตัวอย่างเช่น กลศาสตร์ของนิวตันใช้เวกเตอร์ เช่น การกระจัด ความเร็ว และความเร่งในการศึกษาการเคลื่อนที่ของวัตถุ ในขณะที่กลศาสตร์ลากรองจ์ใช้สมการพลังงานและอัตราการเปลี่ยนแปลงพลังงานในการศึกษา วิธีการที่เหมาะสมจะถูกเลือกขึ้นอยู่กับปัญหาที่จะแก้ไข กลไกแบบคลาสสิกถูกนำมาใช้ในสถานที่ต่างๆ เช่น การเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์ ขีปนาวุธ และเหตุการณ์ส่วนใหญ่ในชีวิตประจำวัน ในกลศาสตร์คลาสสิก พลังงานถือเป็นปริมาณต่อเนื่อง ระบบสามารถใช้พลังงานเท่าใดก็ได้ในกลไกคลาสสิก
กลศาสตร์ควอนตัมคืออะไร
กลศาสตร์ควอนตัมคือการศึกษาวัตถุด้วยกล้องจุลทรรศน์ คำว่า "ควอนตัม" มาจากข้อเท็จจริงที่ว่าพลังงานของระบบจุลทรรศน์ถูกหาปริมาณ ทฤษฎีโฟตอนเป็นหนึ่งในเสาหลักของกลศาสตร์ควอนตัม ระบุว่าพลังงานของแสงอยู่ในรูปของแพ็กเก็ตคลื่น Heisenberg, Max Plank, Albert Einstein เป็นนักวิทยาศาสตร์ที่โดดเด่นบางคนที่เกี่ยวข้องกับการพัฒนากลศาสตร์ควอนตัม กลศาสตร์ควอนตัมแบ่งออกเป็นสองประเภท อันแรกคือกลศาสตร์ควอนตัมของวัตถุที่ไม่สัมพันธ์กัน สาขานี้ศึกษากลศาสตร์ควอนตัมของอนุภาคที่มีความเร็วค่อนข้างน้อยเมื่อเทียบกับความเร็วแสง อีกรูปแบบหนึ่งคือกลศาสตร์ควอนตัมสัมพัทธภาพ ซึ่งศึกษาอนุภาคที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วที่เข้ากันได้กับความเร็วแสง หลักความไม่แน่นอนของไฮเซนเบิร์กยังเป็นทฤษฎีที่สำคัญมากที่อยู่เบื้องหลังกลศาสตร์ควอนตัม โดยระบุว่าโมเมนตัมเชิงเส้นของอนุภาคและตำแหน่งของอนุภาคนั้นในทิศทางเดียวกันไม่สามารถวัดพร้อมกันได้อย่างแม่นยำ 100%
กลศาสตร์คลาสสิกกับกลศาสตร์ควอนตัมต่างกันอย่างไร
• กลศาสตร์ควอนตัมใช้กับวัตถุขนาดเล็ก ในขณะที่กลศาสตร์คลาสสิกใช้ได้กับวัตถุมหภาคเท่านั้น
• กลศาสตร์ควอนตัมใช้กับวัตถุมหภาคได้ แต่กลศาสตร์คลาสสิกใช้กับระบบจุลภาคไม่ได้
• กลศาสตร์คลาสสิกถือเป็นกรณีพิเศษของกลศาสตร์ควอนตัม
• กลศาสตร์คลาสสิกเป็นสาขาที่พัฒนาอย่างเต็มที่ในขณะที่กลศาสตร์ควอนตัมยังคงเป็นสาขาที่กำลังพัฒนา
• ในกลศาสตร์คลาสสิก เอฟเฟกต์ควอนตัมส่วนใหญ่ เช่น การหาปริมาณพลังงาน หลักการความไม่แน่นอนนั้นไม่มีประโยชน์