تُعتبر القوانين العلمية مؤثرة بشكل عميق في جميع جوانب الحياة. لكن، ما هو الفرق بين ميكانيكا الكم والميكانيكا الكلاسيكية؟ حيث أن كل من هذين النظامين له قواعده الخاصة. يهدف هذا المقال إلى توضيح الفروق بين هذين المجالين: ميكانيكا الكم الحديثة والميكانيكا الكلاسيكية.
التباين بين ميكانيكا الكم والميكانيكا الكلاسيكية
فيما يلي نستعرض الفروق الأساسية بين ميكانيكا الكم والميكانيكا الكلاسيكية في جدول مفصل:
ميكانيكا الكم | الميكانيكا الكلاسيكية |
تعتمد على المبادئ الأساسية لقوانين الكم | تعتمد على المسائل الرياضية وقوانينها |
مجال معقد يتطلب فهمًا دقيقًا لأصول الفيزياء | مجال بسيط يتم تطبيقه في مجالات متعددة من الحياة اليومية |
لا تشتمل على أرقام أو حسابات مباشرة | تعتمد على الأرقام والقوانين المبدئية |
لا تزال قيد البحث والدراسة | تم تطويرها ودُرست بشكل كامل |
يلعب الوسط الناقل دورًا مهمًا في نتائجها | عادةً لا تتأثر النتائج بالوسط الناقل |
تتطلب تجارب مادية مكلفة وتجهيزات متطورة | يمكن إجراء تجارب بميزانيات منخفضة وتكاليف قليلة |
فهم ميكانيكا الكم
تُعتبر نظريات ميكانيكا الكم أكثر تعقيدًا بتأثير من العلماء مثل ألبرت أينشتاين وزملائه، حيث تقدم هذه النظريات نتائج دقيقة للاختبارات التي تُجرى على الأجسام الصغيرة التي يصعب تنفيذها وفقاً للميكانيكا الكلاسيكية.
تتعامل ميكانيكا الكم مع مفهوم الموجية الثنائية للجسيمات الصغيرة، الذي يعكس طبيعتيها الجسيماتية والموجية. تركز النظرية النسبية الخاصة لأينشتاين، التي تم تطويرها عام 1905، على الأجسام ذات الأحجام الذرية، بينما تتناول النظرية النسبية العامة الصادرة عام 1916 الجزيئات الكبيرة. وبذلك، يُعتبر أن النظرية النسبية الخاصة تعد امتداداً للنظرية العامة، مما يعني أن الميكانيكا الكلاسيكية للأجسام الكبيرة يمكن اعتبارها جزءًا من النظرية النسبية الكمية العامة.
الميكانيكا الكلاسيكية
تخصص الفيزياء الكلاسيكية في وصف سلوك الأجسام الكبيرة، مثل الكواكب والنجوم، التي تتميز بوجود كتلة وسرعة محددتين. تقدم الميكانيكا الكلاسيكية نتائج موثوقة للأجسام ذات الكتلة الكبيرة.
التباين بين ميكانيكا الكم والميكانيكا الكلاسيكية في التعامل مع المادة
إن أهمية ميكانيكا الكم تزداد كلما انتقلنا إلى الجسيمات الدقيقة وتحت الذرية، مما يعني أنه في مثل هذه الحالات تُعد قوانين ميكانيكا الكم أكثر فائدة، بينما يُغفل عن القوانين الكلاسيكية.
بشكل عام، معظم القوانين الفيزيائية بحاجة إلى الوصول لأحجام متناهية الصغر لكي تظهر ميكانيكا الكم أهميتها، ورغم ذلك، يمكن ملاحظة تأثير هذه القوانين على الأجسام الكبيرة المحيطة بنا.
على سبيل المثال، عندما يتجمد الماء، يُصبح أقل كثافة من حالته السائلة، وهو أمر يختلف عن سلوك المواد السائلة الأخرى، وهذا يعود إلى ظهور خصائص ميكانيكا الكم في سلوك جزيئات الماء.
تباين ميكانيكا الكم والميكانيكا الكلاسيكية في جدول جاهز للطباعة
تنفرد كل من ميكانيكا الكم والميكانيكا الكلاسيكية في تعاملهما مع ظواهر مختلفة تمامًا، ولتحميل نسخة من الفرق بين ميكانيكا الكم والميكانيكا الكلاسيكية، يُمكنك الحصول على جدول جاهز للطباعة ““.
بهذا، قد استعرضنا الفرق الأساسي بين ميكانيكا الكم والميكانيكا الكلاسيكية. حيث تتناول ميكانيكا الكم الأجسام ذات الأحجام الذرية الصغيرة، بينما تُعنى الميكانيكا الكلاسيكية بالأجسام الكبيرة مثل النجوم والكواكب.