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何謂量子

量子是現代物理的一箇重要概念,指的是一箇物理量如果存在最小的不可分割的基本單位,則這個物理量是量子化的,這個最小單位稱爲量子。量子一詞來自拉丁語quantus,意爲“有多少”,代表“相當數量的某物質”。最早是由德國物理學家M·普朗克在1900年提出的,他假設黑體輻射中的輻射能量是不連續的,只能取能量基本單位的整數倍,從而很好地解釋了黑體輻射的實驗現象。

後來的研究表明,不但能量表現出這種不連續的分離化性質,其他物理量諸如角動量自旋電荷等也都表現出這種不連續的量子化現象。這同以牛頓力學爲代表的經典物理有根本的區別。絕大多數物理學家將量子力學視爲理解和描述自然的基本理論。

通俗地說,量子是能表現出某物質或物理量特性的最小單元。例如,在原子中,電子的能量是可量子化的,這決定了原子的穩定性和發射光譜等一般問題。量子理論的發展進入了量子力學階段,包括量子矩陣力學量子波動力學