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牛顿定律的核心——量变带来的质变

更新时间:2023-12-26 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

牛顿定理在微观世界也是有效的。可能有男子伴听到这个答案会很困惑,既然有效那为何还要发展出量子热学呢?这正是要回答题主问题的关键,也是本文接出来要述说的核心——量变带来的质变。zfJ物理好资源网(原物理ok网)

一、牛顿定理是从日常经验总结而出zfJ物理好资源网(原物理ok网)

我们如今把牛顿定理也称为牛顿数学或则称作精典数学,虽然好多人可能都不明白“经典”二字为什么意,说白了,就是符合你想像的东西,差不多就是学校的这些东西。zfJ物理好资源网(原物理ok网)

即使数学学的再差,肯定会有基本的科学意识,例如你们都觉得你不会既在卧室又在厨房。19世纪之前的所有人和现今99.99%的人,都是这个科学意识,这就是精典的含意。zfJ物理好资源网(原物理ok网)

而牛顿定理就是从我们日常经验的化学量的范围内总结下来的,它研究的问题都是在我们生活中能接触到的范围之内。因为有全球所有人,300多年日常经验的检验,也让你们对精典化学坚信不疑。zfJ物理好资源网(原物理ok网)

二、牛顿定理在微观领域仍然见效zfJ物理好资源网(原物理ok网)

精典化学的定理也太多,我们就以牛顿三大定理为例吧。虽然微观和宏观之间并没有绝对的界限,假如非要说有,这么就是普朗克常数了。一般觉得,普朗克常数能导致显著作用的,都适用量子力学。zfJ物理好资源网(原物理ok网)

但是,牛顿定理依然在发挥作用。例如牛顿第一定理,惯性定理。在没有外力作用下物体将保持静止或匀速直线运动。可能有人说,老郭你这话可就说得不对了,微观粒子具有波粒二象性,任何时侯,它的位置都是不确定的。zfJ物理好资源网(原物理ok网)

虽然这是您真的误解了。一个粒子哪些情况下才能处于没有外力作用的状态呢?必须是孤立的粒子啊。但是这个世界存在这样的粒子吗?很其实是没有的。zfJ物理好资源网(原物理ok网)

例如我们做电子衍射实验的时侯,假如我们除去后面的狭缝,一个一个发射电子,你会发觉,所有电子会打在同一个点上。电子通过狭缝以后会在接收屏上出现白色,是由于狭缝作为一个宏观物体与电子发生了互相作用。zfJ物理好资源网(原物理ok网)

旧式的阴极射线管电视机仍然在给我们做这个实验。射出的电子会被精准地控制在它该出现的位置上。轻微的散焦是由于电子的密度大,互相间的库伦作用力造成的。zfJ物理好资源网(原物理ok网)

同样,牛顿第二、第三定理在微观领域一样是有效的,这儿我们就不具体剖析了。zfJ物理好资源网(原物理ok网)

三、量子热学为何会与牛顿热学有如此大的差异?zfJ物理好资源网(原物理ok网)

好多人都能对精典化学如数家珍,也能对量子热学聊上这么几句。哪些波粒二象性、不确定原理、量子纠缠等等。虽然有一个问题是好多人都忽略的,我也甚少见到有科普文章提到,那就是在微观领域牛顿第一定律影响因素,我们研究的并不是粒子本身的运动规律,而是整个“系统”的规律。zfJ物理好资源网(原物理ok网)

还是要举例来说明。在精典化学中做受力剖析的时侯,物体就是物体,施力者和受力者之间是隔离的,它们之间的作用以力的方式,可以从物体的运动状态剖析下来。例如我们剖析两个站在地面上的人的受力情况,抠掉一个人,并不会对另外一个人的受力状态有哪些影响。由于这个人,不会对月球的引力导致影响。zfJ物理好资源网(原物理ok网)

然而这样的方式假如领到微观领域就不行了。这是由于,粒子的质量都很小,粒子与系统,粒子与粒子之间的作用通常都很强,它们之间会形成强烈的互相影响。你拆掉一个,相当于改变了整个系统的状态,另外一个粒子其实就要遭到影响了。zfJ物理好资源网(原物理ok网)

所以我们看见,在量子热学中,我们才能检测到的数学量——波长和振幅,虽然都是早已包含了系统的信息的。假如我们还用精典数学中孤立地看问题的方式,其实就不能对量子热学形成正确的理解了。zfJ物理好资源网(原物理ok网)

虽然这就是由于数目级的变化带来的化学性质的变化,导致物质运动规律的主要影响诱因发生了变化造成的。我再举一个反例来说明数目级变化带来的影响。zfJ物理好资源网(原物理ok网)

近日,新冠病毒霸屏,你们都晓得病毒的主要传播途径是飞沫。为何飞沫才能在空气中长时间飞行而不落到地上呢?并不是由于万有引力不存在了,实际上,引力始终都在。只是由于,飞沫一般都太小了,只有不到100微米。空气分子热运动形成的撞击影响要远小于重力的下落作用。zfJ物理好资源网(原物理ok网)

所以,不是飞沫不会落地,而是在以及其平缓的速率落地。与其说飞沫在空气中飞,莫不如说飞沫虽然是在空气中“游泳”。这与废水中的大颗粒可以很快沉底,而小颗粒会长时间漂浮在水底的道理是一样的。zfJ物理好资源网(原物理ok网)

同样,在没有完成数学学的大统一之前,量子热学虽然不考虑引力的作用,同样是一门十分精确的数学学的缘由,由于引力要比其它力小几十个数目级牛顿第一定律影响因素,这点影响完全可以忽视不计。zfJ物理好资源网(原物理ok网)

结束语zfJ物理好资源网(原物理ok网)

牛顿热学是不是在宏观上有效,300年的应用,以及我们明天的宇宙航行仍然在使用就足以给出答案了。牛顿热学其实同样在微观领域中有效,而且因为我们观察的化学量数目级的剧烈变化,造成我们的观测包含了微观粒子与系统之间互相作用的信息。所以才造成了牛顿热学这些用隔离法处理问题方法的失效,必须使用量子热学这样“系统”性考虑问题的思路。zfJ物理好资源网(原物理ok网)

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