Шаг назад

Почему она квантовая?

Предполагаю вопрос читателя: как же так, почему в изложенных принципах квантовой механики нет ни слова о самих квантах? На самом деле есть. Вот цитата из  обсуждения принципа 1:

«Квантовая же механика подразумевает, что таких сценариев – перспектив несколько. Сколько именно? Это зависит от конкретной физической ситуации – от одной перспективы до бесконечного количества».

Главу 1 мы начали с обсуждения классического момента импульса. И говорили о том, что результат измерения пропорционален модулю вектора момента импульса S и косинусу угла между направлением S и собственным направлением измерительного прибора. Ясное дело, что при таком раскладе исходом измерения может быть любое значение из бесконечного множества действительных чисел, ведь и модуль S, и угол могут быть любыми. Таким образом, и сам модуль S, и его измеряемая проекция являются непрерывными величинами. 

Совсем другое дело, когда мы измеряем момент импульса протона – в данном случае возможны только два исхода. Когда количество возможных исходов измерения какой-либо физической величины является конечным числом, говорят что эта величина квантуется. Или более мудрёно: обладает дискретным спектром значений.

Некоторые начинающие любители научно-популярной литературы полагают, что квант – это такой особый физический объект, что-то типа частицы. Заблуждение! На самом деле квант – это неделимая порция. Энергии, как в случае конечного числа энергетических состояний атома. Или, вот, момента импульса, как в случае конечного числа исходов измерения спина. Любой, в общем, измеряемой физической величины с дискретным спектром.

Не все величины в квантовой механике квантуются и не всегда. Взять, например, ту же энергию частицы. Измеряя энергию свободного электрона, мы можем, в принципе, получить любую величину. В этом случае энергия не квантуется, то есть, имеет непрерывный спектр значений. А у того же электрона, вращающегося вокруг атомного ядра, энергия квантуется. Всё зависит от конкретной физической ситуации.

Итак, я, надеюсь, пояснил значение слова «квантование». Если же вы спросите меня о физическом смысле – почему именно происходит квантование – то я не смогу на это ответить. Да и никто сейчас не сможет, наверное. Может, вы чего придумаете?   

Шаг вперёд