1. Beskrivningsskala:
* klassisk mekanik Beskriver rörelsen hos makroskopiska föremål (som planeter, bollar och bilar) där effekterna av kvantisering är försumbara. Det förlitar sig på kontinuerliga variabler som position, hastighet och energi.
* kvantmekanik styr beteendet hos mikroskopiska partiklar (som elektroner, atomer och fotoner) där kvantisering är betydande. Den använder probabilistiska vågfunktioner för att beskriva tillståndet för en partikel.
2. Determinism kontra sannolikhetens natur:
* klassisk mekanik är deterministisk:Om du känner till de initiala förhållandena (position och hastighet) för ett system kan du förutsäga dess framtida bana med säkerhet.
* kvantmekanik är sannolikhet:det förutsäger bara sannolikheten för att hitta en partikel i ett visst tillstånd eller position. Den exakta banan för en partikel kan inte förutsägas med säkerhet.
3. Energi och fart:
* klassisk mekanik: Energi och momentum är kontinuerliga variabler som kan ta valfritt värde.
* kvantmekanik: Energi och fart är kvantiserade, vilket innebär att de bara kan existera i diskreta, specifika värden. Detta återspeglas i fenomen som de kvantiserade energinivåerna hos atomer och de diskreta energipaketen (fotoner).
4. Vågor och partiklar:
* klassisk mekanik: Matter och energi är distinkta enheter. Materiet består av partiklar som har en bestämd position och fart. Energi kan bäras av vågor, men vågor anses inte vara partiklar.
* kvantmekanik: Matter and Energy Exhibit Wave-Particle Duality. Partiklar kan bete sig som vågor och vågor kan bete sig som partiklar. Detta illustreras av det berömda experimentet med dubbla slit.
5. Mätning och observation:
* klassisk mekanik: Handlingen att mäta en egenskap hos ett system påverkar inte själva systemet.
* kvantmekanik: Mätning stör i sig systemet. Detta beror på Heisenbergs osäkerhetsprincip, som säger att det är omöjligt att känna både positionen och fart på en partikel med perfekt noggrannhet samtidigt.
6. Exempel:
* klassisk mekanik: Beskriver rörelsen på en planet runt en stjärna, beräkna banan för en projektil eller förklara beteendet hos en pendel.
* kvantmekanik: Förstå strukturen hos atomer och molekyler, förklara beteendet hos lasrar och transistorer och beskriva egenskaperna hos ljus och materia.
I huvudsak är klassisk mekanik en bra tillnärmning av verkligheten för vardagliga föremål och fenomen. Men när vi fördjupar den mikroskopiska världen blir reglerna för kvantmekanik väsentliga för en fullständig förståelse av universum.
