Kvantisering är ett grundläggande begrepp inom kvantmekaniken, där det beskriver det partikelliknande beteendet hos materia och energi på atomär och subatomär nivå. Till exempel är energinivåerna för elektroner i en atom kvantiserade, vilket betyder att de bara kan ha vissa specifika värden och inte något värde däremellan.
När en fysisk storhet kvantiseras kan den ses som att den existerar i diskreta "enheter" eller kvanta. Storleken på dessa kvanta bestämmer diskretiseringsnivån, och den beror ofta på naturens fundamentala konstanter eller egenskaperna hos det specifika system som studeras.
Å andra sidan avser konservering principen att vissa fysiska storheter förblir konstanta eller oförändrade över tiden i ett slutet system. Detta innebär att den totala mängden av en konserverad kvantitet inte ökar eller minskar, även om den kan omfördelas eller transformeras inom systemet.
Bevarandelagar är grundläggande principer inom fysiken som gäller ett brett spektrum av fenomen. Några exempel på konserverade kvantiteter inkluderar:
- Energi:Den totala energin i ett slutet system förblir konstant över tiden. Till exempel, i en kemisk reaktion är den totala energin för reaktanterna och produkterna densamma.
- Momentum:Den totala impulsen för ett slutet system förblir konstant över tiden. Till exempel, i en kollision mellan två objekt, är den totala farten före och efter kollisionen densamma.
- Vinkelmoment:Det totala vinkelmomentet för ett slutet system förblir konstant över tiden. Till exempel, vid snurrandet av ett roterande föremål, förblir det totala vinkelmomentet detsamma om det inte påverkas av ett externt vridmoment.
- Laddning:Den totala elektriska laddningen i ett slutet system förblir konstant över tiden. Till exempel, i en kemisk reaktion som involverar jonbyte, är den totala laddningen av reaktanterna och produkterna densamma.
Bevarandelagar spelar en avgörande roll för att förstå beteendet hos fysiska system och förutsäga deras dynamik. De tillhandahåller värdefulla begränsningar och förenklingar vid analys av olika fenomen och fungerar som grundläggande principer inom många fysikområden, inklusive mekanik, elektromagnetism och termodynamik.
