تلعب القوانين العلمية دورًا حيويًا في مجمل جوانب الحياة. يتساءل الكثيرون عن الفرق بين ميكانيكا الكم والميكانيكا الكلاسيكية، حيث تختلف قانونهما الأساسية. في هذا المقال، نستعرض الاختلافات الرئيسية بين ميكانيكا الكم الحديثة والميكانيكا الكلاسيكية.
الفروق بين ميكانيكا الكم والميكانيكا الكلاسيكية
فيما يلي جدول يوضح الفروق بين ميكانيكا الكم والميكانيكا الكلاسيكية:
| ميكانيكا الكم | الميكانيكا الكلاسيكية |
| تعتمد بشكل كبير على مبادئ الكم | تعتمد بشكل رئيسي على القوانين والمعادلات الرياضية |
| تمتاز بالتعقيد وتحتاج لفهم عميق للفيزياء | مبسطة وتستخدم في شتى مجالات الحياة |
| لا تعتمد على الأرقام أو الحسابات العادية | تستخدم الأرقام والقوانين الرياضية باستمرار. |
| لا تزال قيد الدراسة والتطوير | تمت دراستها ووضع قوانين محددة لها |
| تلعب الأوساط الناقلة دورًا حيويًا في نتائجها | عادةً لا ترتبط نتائج التجارب بالأوساط الناقلة |
| تتطلب إجراء التجارب استثمارات ضخمة ومعدات متقدمة | تتطلب التجارب المتعلقة بالميكانيكا الكلاسيكية أدوات واختبارات أقل تكلفة |
تعريف ميكانيكا الكم
تُعتبر نظريات ميكانيكا الكم أكثر تعقيدًا مقارنةً بنظريات الميكانيكا الكلاسيكية، ويرجع الفضل في ذلك إلى الباحثين مثل ألبرت أينشتاين وأقرانه. تقدم هذه النظريات نتائج دقيقة بشأن الظواهر التي تحدث على مستوى الجسيمات الدقيقة، والتي تعجز الميكانيكا الكلاسيكية عن تفسيرها.
تركز ميكانيكا الكم على مفهوم الموجة والجسيم للجسيمات الدقيقة، وهو ما يُعرف بـ “الموجية الثنائية”. تُعنى النظرية النسبية الخاصة لأينشتاين، التي طُرحت عام 1905، بالأجسام ذات الأحجام الذرية، بينما تتناول النظرية النسبية العامة، المطروحة في عام 1916، الجزيئات ذات الأبعاد الكبيرة. وبذلك، يمكن القول إن النظرية النسبية الخاصة تتوسع في معالجة الظواهر الدقيقة، مما يجعل الفيزياء الكلاسيكية تمثل فرعًا من النظرية النسبية العامة.
الميكانيكا الكلاسيكية
تختص الفيزياء الكلاسيكية في وصف سلوك الأجسام الكبيرة مثل الكواكب والنجوم، حيث تمتاز بإمكانياتها الدقيقة في تناول الكتل الكبيرة وسرعاتهم المحدودة.
الاختلافات في التعامل مع المادة بين ميكانيكا الكم والميكانيكا الكلاسيكية
تتجلى أهمية ميكانيكا الكم بشكل أكبر عند التعامل مع الأجسام الدقيقة، ما يعني أنه كلما انخفضنا نحو الجسيمات دون الذرية، زادت أهمية ميكانيكا الكم، بينما تصبح القوانين الكلاسيكية أقل أهمية.
بشكل عام، تتطلب معظم القوانين الفيزيائية الدراسة على مستويات متناهية الصغر لتظهر ميكانيكا الكم تأثيراتها. على الرغم من ذلك، يُمكن ملاحظة تأثير تلك القوانين حتى على الأجسام الكبيرة المحيطة بنا.
على سبيل المثال، عند تجمد الماء، يصبح أقل كثافة من حالته السائلة على عكس معظم المواد السائلة، وذلك بفضل السلوك الفريد لجزيئات الماء الذي يظهر بوضوح من خلال ميكانيكا الكم.
جدول مقارنة جاهز للطباعة بين ميكانيكا الكم والميكانيكا الكلاسيكية
تختلف ميكانيكا الكم اختلافًا جوهريًا عن الميكانيكا الكلاسيكية التي نعرفها، حيث تتناول كل منهما ظواهر مختلفة. لتحميل نسخة من الجدول المقارن بين ميكانيكا الكم والميكانيكا الكلاسيكية، يرجى الضغط على الرابط التالي.
لقد عرضنا من خلال هذا المقال الفروق بين ميكانيكا الكم والميكانيكا الكلاسيكية. تتعامل ميكانيكا الكم مع الأجسام ذات الأحجام الذرية الدقيقة، التي تشكل تحديًا بالنسبة للميكانيكا الكلاسيكية، بينما الأخيرة تركز على الأجسام الكبيرة كالكواكب والنجوم.