Wie unterscheidet sich die Quantenmechanik von der klassischen Mechanik?

Kurz gesagt, der Hauptunterschied zwischen Quanten- und klassischer Physik ist der Unterschied zwischen einer Rampe und einer Treppe.

In der klassischen Mechanik sind Ereignisse (im Allgemeinen) kontinuierlich, dh sie bewegen sich in glatten, geordneten und vorhersehbaren Mustern. Die Projektilbewegung ist ein gutes Beispiel für die klassische Mechanik. Oder die Farben oder der Regenbogen, wo die Frequenzen kontinuierlich von Rot bis Violett reichen. Mit anderen Worten, Ereignisse verlaufen schrittweise eine Rampe hinauf.

In der Quantenmechanik sind Ereignisse (insbesondere) unvorhersehbar, dh es treten "Sprünge" auf, bei denen scheinbar zufällige Übergänge zwischen Zuständen auftreten: daher der Begriff "Quantensprünge". Darüber hinaus ist ein Quantensprung ein Alles-oder-Nichts-Satz, als würde man vom Dach eines Gebäudes auf ein anderes springen. Sie schaffen es entweder oder Sie brechen es! Mit anderen Worten, Ereignisse in der Quantenwelt springen von einer Treppe zur nächsten und scheinen diskontinuierlich zu sein

Elektronen wechseln beispielsweise zwischen den Energieniveaus eines Atoms, indem sie Quantensprünge von einer Ebene zur nächsten ausführen. Dies ist in den Emissionsspektren zu sehen, in denen verschiedene Farben, die Energiepegelübergänge durch Elektronen anzeigen, durch dunkle Bereiche getrennt sind. Die dunklen Bereiche stellen den Bereich dar, durch den Elektronen Quantensprünge - und damit diskontinuierliche - zwischen den Energieniveaus machen.

Es gibt viele andere Unterschiede zwischen der Quantenmechanik und der klassischen Mechanik, die zum Beispiel Erklärungen der sogenannten "Ultraviolettkatastrophe" betreffen, aber diese sind zu technisch, um hier im Detail diskutiert zu werden.

Lassen Sie mich nur sagen, der letzte Unterschied zwischen der klassischen und der Quantenmechanik ist der Quantenbegriff der "komplementären Natur des Lichts", der besagt, dass Licht BEIDES ist, ein Teilchen, das Masse hat, und eine Welle, die keine hat. Dieses scheinbar widersprüchliche Konzept zeigt, wie seltsam die Quantenphysik im Vergleich zur klassischen Physik sein kann.