量子是物理性质的最小离散量。这个词源于拉丁语“quantus”,意为“多少”。在物理学中,它指的是事物的最小不可分割的单位。例如,能量是量子化的。它以离散的粒子包形式存在,而不是连续的量。光子是光的量子。电子是电荷的量子,因为电荷是以电子电荷的单位进行量子化的。量子化的发现是20世纪初的关键突破之一。马克斯·普朗克在1900年提出了这一概念来解释黑体辐射。他提出能量是以离散的粒子包形式发射和吸收的,他称之为量子。这一思想开启了量子力学的先河。
量子化不仅仅关乎能量,它适用于许多物理性质。角动量是量子化的,原子的能级是量子化的,粒子的自旋也是量子化的。量子化使量子力学区别于经典力学。在经典力学中,物理性质可以取任意值;而在量子力学中,它们只能取特定的值。正是这种离散性使得原子稳定,使得激光成为可能,也使得量子计算成为可能。量子世界奇特而又真实地存在于我们生活中。
量子事实
- 定义. 最小离散量。
- Origin. 马克斯·普朗克,1900 年。
- 能量。以光子为单位进行量子化。
- Charge. 电子电荷量子化。
- 角动量。以ħ为单位进行量子化。
量子与粒子并非同一概念。量子是性质的单位,而粒子是物理实体。
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