怎么比喻
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首先为楼主点赞。虽然对一个孩子来说知道量子力学的概念可能暂时没什么用,但对知识的启蒙和现实世界的认知我相信还是有很大帮助的。
楼主可以从量子力学里几个典型的奇特概念切入去引发孩子的兴趣。如果是我的话,我会用例举叠加态,选择延迟,和量子泡沫等,与我们宏观世界和日常观念看似相违背的客观事实来向孩子介绍。
叠加态:这个比较好例举,如果一个封闭的,且有着binary property(像正负一样,要么正要么负;或要么是要么不是的性质,没有第三钟可能)的系统未受到观察之前,那么它就是同时有着两种性质,直到它被测量,就会随机坍缩成其中一种可能。【例举】1:你可以问,在一个没有动物跟人的很偏僻的森林里面有一棵大树,如果它要倒下来的话,没有任何人或者动物看到或者听到,那么这课树到底有没有倒下来呢?其实,当你还没去这个森林之前,这棵树是处于“既是倒的又是不倒的状态”。当你去了,并且看到了这棵树之后,它才会随机变成要么是已经倒了,要么还没有倒的状态。没有人看见之前,它是同时处于“倒跟不倒”的状态;【例举】2:如果之前那个太复杂的话,那么可以简化一点来问:当你看不见月亮的时候,那月亮到底是在还是不在呢?他肯定会说“在”,然后你说其实你不看的时候,它既是在,也是不在;只有当你走出去屋子去看的时候,它才会随机坍缩成要么在要么不在的状态(当然这只是比喻,因为有很多因素会打破纠缠态例如月亮对地球的潮汐力);【例举】3:试想象一个篮球,同时向北转,也同时向南转;这是在现实中没有可能的因为它不可能同时向相互为反的2个方向旋转。但其实真实世界中确实是这样的,就如电子自旋(事实上这是内禀性质,区别于宏观上自旋的概念)。磁力共振成像的原理就是利用电子的这个奇特的性质拓展出来的。尽管我们脑子里想象不到,但现实世界确实在发生这样的事。
选择延迟:一个光子打在了一个挡板后,若光子的状态未被测量,那么在事后改变实验仪器以改变光子路径后再进行测量的话,光子的状态会变成改变路径后特有的状态。这个实验结果目前有着不同的解释,但我们很容易会想到一个不可能的事情:你看到的不仅决定了它当下的状态,也决定了它的“历史”是怎么发生的。如果觉得这有着颠覆因果律意味强烈的话可以不说,但本人还是觉得很有意思。【例举】1:接着刚刚的大树。当你去看它的时候,它不但随机变成要么倒,要么不倒;就连它的生长过程,经历到了什么样的过去,都会在被你看见的那一刻“塑造”:如果它是倒了的话,那么它是被风吹倒了,还是闪电劈倒的这些有可能发生的历史,都在被看到的那一刻才塑造出来;同样相反的结果也是同理。这个可以举很多例子....
量子泡沫:真空状态下的时空具有最低的能量而不是0,这些能量是由量子泡沫造成的。i.e.真空状态下,根据能量-时间不确定性原理,会有一个正粒子和一个虚粒子产生,然后在极短时间内互相湮灭。【例举】:这个可以直接把概念跟孩子说,就好像(+1)+ (-1)=0 一样,0 也可以变成 +1 和-1。基于量子泡沫拓展出的理论还有霍金辐射,说到这里就会说到黑洞,如果孩子有兴趣还可以顺带讲一下什么是黑洞;另外因为说到了反粒子,可以顺带拓展一下反粒子的话题,比如正反物质一旦接触就会互相湮灭且100%转化为能量,而为什么我们世界上大多数物质都是正物质,这还是科学家在研究的问题。会不会存在一个反世界,那里的所有东西都跟我们的世界一模一样但却是由反物质构成的?这样让他来思考。如果他感兴趣的话,还可以顺带说一下既然有正反物质,那什么是物质,它由什么组成的,最基本的粒子是什么诸如此类的话题。
我就是在中学的时候接触化学,了解到粒子的概念而引发了极大的兴趣导致今选择了走物理专业这条路。即使这不一定是他所感兴趣的东西,但对孩子在理性上对现实世界的认知还是有着一定启蒙性的帮助。以上只是小弟个人见解作的比喻,并毫无科学严谨性请各位勿喷,有错误还请指出。
希望能帮到您 :)
本回答被网友采纳量子力学简单来说是怎么回事?
这时候就要靠量子力学的轨道能量来解释,电子获得外部能量就会向高能量的轨道跃迁。简单一点就是,你能看的到世界都是符合三大牛顿运动定律的,而看不见的微观世界,涉及到原子分子,光波等等牛顿定律不可用,要研究他们就要使用量子力学里面的定律。
能用简单的语言介绍一下量子力学和量子通信吗?
我在下面做了一个简短的回答,但是想想还是有必要独立写一篇文章仔细的来说说,因为这是个基础概念,准确的理解量子的概念对加深理解量子力学,以及量子力学和经典力学之间的本质区别都大有裨益。概念 量子并不是分子、原子、电子、质子这些微观粒子上的概念,任何一个物理量如果存在一个最下不可分割的单位...
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为什么不能用量子纠缠进行超光速通信?小学生都能看懂的解释来了如下:由于测量时不可控制的随机性,所以没有办法控制接收方手里的测量结果。尽管可以控制测量的基底从而影响接收方手里的态序列,但是不借助其它通讯手段的情况下,你不能从这个态序列里读出任何有用信息。量子简介:量子(quantum)是现代物理的...
为什么有人说“量子科学”已经触及到灵魂世界?
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相对论是什么?用小学生能明白的解释哦!
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小学生创新精神的例子
小学生创新精神的例子如下:范文一:创新是什么呢?创新是以现有的思维和想法,和别人的见解和常人的思路中,利用现有的知识,和特定的环境,本着自己的理想或为满足现在社会的需求,而创造或改进新的事物,方法,我曾看过一个故事,事情是这样的。1900年著名教授普朗克和儿子在自己的花园里散步。事后;他...
三体之名词解释
纳米材料 To be or not to be...高能加速器 钱钟书 球状闪电 整个人类历史就是偶然 阿基米德 爱因斯坦 霍金 弦论 转基因 恒纪元 乱纪元 居里夫人 吴健雄 巴赫 宇宙背景辐射 宇宙起源 多普勒效应 欧姆定律 麦克斯韦方程 普朗克常数 于右任 曹谷冰 量子力学 哥本哈根解释 寂静的春天 庞加莱 蒙特卡洛法 降...
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EF_pyl 采纳率:83% 来自团队:小学生数学团 擅长: 恋爱 其他回答 你好!我是学物理的。考研的时候也面临过你这样的一个选择的问题。我不知道你要考哪个单位,但是我个人认为,选择理论力学相对简单。电动力学其次,量子力学最难。但是每个科目有利有弊。例如理论力学理解起来很简单,做题也不难,但是你的竞争对手也...
量子力学和广义相对论的矛盾由来已久,谁是对的?
这样解释起来实际上比较的麻烦,如果我们把它看作是两个系统。不同的系统兼容模式是不一样的,一些东西在这个系统里边可以运行,但是放到另一个系统里边却会产生逻辑误差。要知道现代物理学除了经典力学和相对论之外,还有力学,热力学,电磁学,量子力学,这很多的概念想要把它们完全融合到一起,形成一个...