提到“量子力学”,大家首先想到的可能是各种神秘的词汇——量子加密、量子通信、量子计算机等等。
关于量子力学的神秘之处,大家最可能听说过的一个著名实验是“薛定谔的猫”——这只神奇的猫到底处于“生”还是“死”的状态,在打开箱子之前没有人知道。
量子力学对这个神奇现象的解释是:猫的生死状态处于一种“波函数的叠加状态”,只有在经过“测量”——在这里也就是指“打开箱子”这个行为,波函数才会发生“坍缩”,猫的生死才会成为确定的结果。
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万物皆是波
量子力学的神奇之处还远远不止于此——你可能不知道的是,在量子力学的世界里,宇宙中的万物都同时以“粒子”和“波”的两种形式存在,这个概念称为“波粒二象性”。
1924年,年轻的法国贵族路易·德布罗意在他篇幅短小的博士论文里大胆提出了这一假说,而这一想法最终得到了科学的证明,也为他带来了诺贝尔物理学奖。
波粒二象性
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量子力学告诉我们,万物皆是波——除了物质本身,自然界中的一切物体,只要温度在绝对温度零度(约-273.15摄氏度)以上,都以电磁波和粒子的形式时刻不停地向外传送能量,这种传送能量的方式就被称为辐射。
在物理学上,辐射是指通过波或粒子的形式从一个地方移动到另一个地方的能量。不同的波长和频率决定了辐射的传播距离、所携带的能量以及所造成的影响都大不相同。
我们在日常生活中就会接触到各种辐射。最常见的辐射源就包括太阳、微波炉、我们每天都离不开的手机等等。