数字是量子化的吗为什么,世界是模拟的还是数字的呢?

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世界是模拟的还是数字的呢?

按照量子力学的理论,答案会偏向数字一方,因为毕竟量子物理中“量子”一词本身就意味着“离散”,也即“数字化”。我们的世界到底是数字的还是模拟的,这并不是相对立的。正如中国古代的太极图案,他们应该是相辅相融的,其实你看,到这里再复杂的过程,我们都有万物运行的道理,这就是物理。

化学中量子数是什么?

量子数是量子力学中表述原子核外电子运动的一组整数或半整数.因为核外电子运动状态的变化不是连续的,而是量子化的,所以量子数的取值也不是连续的,而只能取一组整数或半整数.量子数包括主量子数n、角量子数l、磁量子数m和自旋量子数ms四种,前三种是在数学解析薛定谔方程过程中引出的,而最后一种则是为了表述电子的自旋运动提出的.表征原子、分子、原子核或亚原子粒子状态和性质的数.通常取整数或半整数分立值.量子数是这些粒子系统内部一定相互作用下存在某些守恒量的反映,与这些守恒量相联系的量子数又称为好量子数,它们可表征粒子系统的状态和性质.在原子物理学中,对于单电子原子(包括碱金属原子)处于一定的状态,有 量子数一定的能量、轨道角动量、自旋角动量和总角动量.表征其性质的量子数是主量子数n、角量子数l、自旋量子数s=1/2,和总角动量量子数j;在弱磁场中,表征状态的量子数要增加总角动量磁量子数mj;在强磁场中,LS耦合解除,表征其状态的量子数是主量子数n、角量子数l、其磁量子数ml和自旋磁量子数ms;对于多电子原子(LS情形),单个电子的量子数不是好量子数,表征原子状态的量子数是总轨道角动量量子数L、总自旋角动量量子数S以及LS耦合的总角动量子数J.在分子物理学中,分子内部还有振动和转动,表征分子状态除了有电子态的量子数外,还有振动量子数和转动量子数.在核物理学和粒子物理学中,表征核和亚原子粒子的状态和性质有电荷、角动量、宇称、轻子数、重子数、同位旋及其第三分量、超荷、G宇称,等等.  表征微观粒子运动状态的一些特定数字.量子化的概念最初是由普朗克引入的,即电磁辐射的能量和物体吸收的辐射能量只能是量子化的,是某一最小能量值的整数倍,这个整数n称为量子数.事实上不仅原子的能量还有它的动量、电子的运行轨道、电子的自旋方向都是量子化的,即是说电子的动量、运动轨道的分布和自旋方向都是不连续的,此外我们将看到不仅电子还有其它基本粒子的能量、运动轨道分布、磁矩等都是量子化.  在多电子原子中,轨道角动量量子数也是决定电子能量高低的因素.所以,在多电子原子中,主量子数相同、轨道角动量量子数...上述三个量子数的合理组合决定了一个原子轨道.但要描述电子的运动状态还需要有第四个量子数-自旋角动量量子数表示原子内电子运动的能量、角动量、……等的一组整数或半整数.按量子力学原理,原子中核外电子运动、状态、角动量都不是连续变化的,而是跳跃式变化的,即量子化的.量子数有主量子数、角量子数、磁量子数和自旋量子数.量子数它们惯例上被称为主量子数(n=1,2,3,4 …)代表除掉J以后H的特征值.这个数因此会视电子与原子核间的距离(即半径座标r)而定.平均距离会随着n增大,因此不同量子数的量子态会被说成属于不同的电子层.角量子数(l=0,1 … n-1)(又称方位角量子数或轨道量子数)通过关系式来代表轨道角动量.在化学中,这个量子数是非常重要的,因为它表明了一轨道的形状,并对化学键及键角有重大形响.有些时候,不同角量子数的轨道有不同代号,l=0的轨道叫s轨道,l=1的叫p轨道,l=2的叫d轨道,而l=3的则叫f轨道.磁量子数(ml= -l,-l+1 … 0 … l-1,l)代表特征值,.这是轨道角动量沿某指定轴的射影.从光谱学中所得的结果指出一个轨道最多可容纳两个电子.然而两个电子绝不能拥有完全相同的量子态(泡利不相容原理),故也绝不能拥有同一组量子数.所以为此特别提出一个假设来解决这问题,就是设存在一个有两个可能值的第四个量子数.这假设以后能被相对论性量子力学所解释.

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