Kuantum ve Klasik Mekanik
Kuantum mekaniği ve klasik mekanik, bugün bildiğimiz fiziğin iki temel taşıdır. Klasik mekanik, ışık hızına kıyasla nispeten küçük hızlara sahip olan makroskopik cisimlerin davranışını tanımlar. Kuantum mekaniği, atom altı parçacıklar, atomlar ve diğer küçük cisimler gibi mikroskobik cisimlerin davranışını tanımlar. Bu ikisi fizikteki en önemli alanlardır. Fiziğin herhangi bir bölümünde üstün olmak için bu alanlarda doğru bir anlayışa sahip olmak hayati önem taşır. Bu yazıda kuantum mekaniğinin ve klasik mekaniğin ne olduğunu, nerede uygulandığını, özel özelliklerini, kuantum mekaniği ile klasik mekanik arasındaki benzerlikleri, varyasyonlarını ve son olarak kuantum mekaniği ile klasik mekanik arasındaki farkı tartışacağız.
Klasik Mekanik Nedir?
Klasik mekanik, makroskopik cisimlerin incelenmesidir. Makroskopik cisimlerin hareketleri ve statiği klasik mekanik altında tartışılmaktadır. Klasik mekaniğin üç farklı dalı vardır. Bunlar Newton mekaniği, Lagrange mekaniği ve Hamilton mekaniğidir. Bu üç dal, hareketi incelemek için kullanılan matematiksel yöntemlere ve miktarlara dayanmaktadır. Örneğin, Newton mekaniği nesnenin hareketini incelemek için yer değiştirme, hız ve ivme gibi vektörleri kullanırken, Lagrange mekaniği incelemek için enerji denklemlerini ve enerji değişim oranını kullanır. Çözülecek probleme göre uygun yöntem seçilir. Klasik mekanik, gezegen hareketi, mermiler gibi yerlerde ve günlük hayattaki olayların çoğunda uygulanır. Klasik mekanikte enerji sürekli bir nicelik olarak ele alınır. Klasik mekanikte bir sistem herhangi bir miktarda enerji alabilir.
Kuantum Mekaniği Nedir?
Kuantum mekaniği, mikroskobik cisimlerin incelenmesidir. "Kuantum" terimi, mikroskobik bir sistemin enerjisinin kuantize edilmesi gerçeğinden gelir. Foton teorisi, kuantum mekaniğinin temel taşlarından biridir. Işığın enerjisinin dalga paketleri şeklinde olduğunu belirtir. Heisenberg, Max Plank, Albert Einstein, kuantum mekaniğinin geliştirilmesinde yer alan önde gelen bilim adamlarından bazılarıdır. Kuantum mekaniği iki kategoriye ayrılır. Birincisi, göreli olmayan cisimlerin kuantum mekaniğidir. Bu alan, ışık hızına kıyasla nispeten küçük hızlara sahip parçacıkların kuantum mekaniğini inceler. Diğer biçim, ışık hızıyla uyumlu hızlarda hareket eden parçacıkları inceleyen göreli kuantum mekaniğidir. Heisenberg'in Belirsizlik Prensibi de kuantum mekaniğinin arkasındaki çok önemli bir teoridir. Bir parçacığın doğrusal momentumunun ve o parçacığın aynı yöndeki konumunun aynı anda %100 doğrulukla ölçülemeyeceğini belirtir.
Klasik Mekanik ile Kuantum Mekaniği arasındaki fark nedir?
• Kuantum mekaniği mikroskobik cisimlere uygulanırken klasik mekanik yalnızca makroskopik cisimlere uygulanabilir.
• Kuantum mekaniği makroskopik cisimlere uygulanabilir ama klasik mekanik mikroskopik sistemlere uygulanamaz.
• Klasik mekanik, kuantum mekaniğinin özel bir durumu olarak düşünülebilir.
• Klasik mekanik tamamen gelişmiş bir alandır, kuantum mekaniği ise hala gelişmekte olan bir alandır.
• Klasik mekanikte, enerji kuantizasyonu, belirsizlik ilkesi gibi kuantum etkilerinin çoğu kullanışlı değildir.
