Subject   : 量子力学(Quantum mechanics)

カテゴリー  : 学びの館 > 物理 


 量子力学(Quantum mechanics)
 電磁波と物質の間のエネルギー交換に際して、電磁気学や熱・統計力学では説明できないエネルギーレベルの不連続性を理由付けるために導入された理論である。

 ニュートン力学では、物体に、初期値すなわち「位置と運動量」を与えれば、その物体の運動は完全に決定される。  しかしながら、実は原子や分子、電子、素粒子などでは、位置と運動量の両方を同時に正確に確定することができない(不確定性原理)。

 原子や電子が粒子としての特徴をもつと同時に波としての特徴をもつ(物質波の概念)ことが知られている。一方、光や電波のような電磁波もまた、波としての性質を持つと同時に粒子としての特徴をもつ(光量子仮説)ことが知られている。

 このような性質をもっている量子という概念を導入すると、量子の確率分布を数学的に記述することができ(確率解釈)、粒子や電磁波の振る舞いを理解することができる。これを量子力学と呼ぶ。  1925年のハイゼンベルクの行列力学と、1926年のシュレーディンガーによる波動力学とがそれぞれ異なる数学的手法によって量子力学の基礎を完成させた。

 19世紀に信じられていた決定論的な物理学とは異質であるため、これらの理論が提案された20世紀初頭にはその解釈をめぐって大論争が展開された。現在では、巨視的な物理から(原子スケール程度に)微視的な物理までをほぼ完全に記述できると考えられ、量子力学に基づいて多くの工学的な応用もなされている。更に微視的(素粒子スケール程度に)な物理までを記述する理論の研究も行われている。

■ 量子論
 1900年にドイツのマックス・プランクがエネルギー量子仮説を発表し創始した、量子現象を扱う自然科学の理論の総称である。対義語は古典論。その数学的理論体系である量子力学や量子物理学と同一視されることが多いが、量子力学の応用は全ての自然科学領域に及んでいる。1927年頃に確立された量子力学に対して、それ以前の学説を前期量子論と呼んでいる。

参考)ウィキペディア


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