12345
Lv 4
12345 發問時間: 科學其他:科學 · 7 年前

能量量子化vs位能

光電效應說明了能量是一包一包的傳遞,而不是連續的傳遞。

那如果有一個物體正自由的掉落,那如何解釋能量是不連續地加諸在其身上?

如果是不連續的,那不就意味著物體是一段一段的掉落?

請各位大大將我的問題找出來,並告訴我正解。

已更新項目:

TO 閃爍 大

不是這個意思,我的疑問是:能量量子化的「不連續」VS位能變化的「連續」,到底哪一個對?

2 個已更新項目:

TO THE GAME 大:

我也有想過巨觀微觀的問題,經過你怎麼一說,我把我的想法給補齊了~~

TO PETER 大:

我沒有想過這個問題這麼複雜,現在我對其有初步了解了~~

我覺得兩位都是我需要的答案,所以我交付投票~~

4 個解答

評分
  • 7 年前
    最佳解答

    這牽扯到一個觀念

    那就是巨觀和微觀,

    在巨觀的世界裡能量被認為是連續的,

    但是在微觀的世界裡科學家發現能量並非連續的(黑體輻射假設能量不連續;氫原子光譜波耳用一些假設(包含能量不連續)解釋成功)

    到了後來提出一個較能讓大家接受的觀念,

    以氫原子能階來說好了 En=-13.6/n^2 (eV)

    當n很小的時候比如n=1,E1=-13.6 (eV) ; n=2 E2=-3.4 (eV)

    這時能量很明顯是不連續的,因為不會有E=5 (eV)的能量從氫原子光譜跑出

    但是當n很大的時候,情況就不一樣了,

    例如n=100000, E=-13.6/100000^2 ; n=100001, E=-13.6/100001^2

    此時兩者能量值已經幾乎相等,

    所以當n趨近於無窮大時,能量是可以視為連續的。

    因此,應該說能量量子化在微觀的時候比較明顯,但是在巨觀的時候,我們通常用能量連續來算(不然會算到小數點後好幾位)。

    所以你說的位能變化是巨觀的例如mgh(單位是焦耳)假設1焦耳好了那就約為13.6 (eV)的10的18次方倍(因為1 (eV)=1.6*10^-19 (焦耳))

    這時候討論能量量子化就沒意義,因為根本不明顯。

    希望有幫你把觀念釐清

    這個問題很重要,也是高一學基礎物理常常搞不懂的地方。

  • 匿名使用者
    6 年前

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  • Peter
    Lv 6
    7 年前

    這是個非常深入的問題,也是目前理論物理一個尚未解決的問題。上個世紀天才物理大師愛因斯坦窮其後半生的努力,最後仍然抱憾以終。因此所謂萬有理論或統一場論,仍是許多理論物理學者心中的一個夢,一個在本世紀內希望能夠被解決的歷史謎團。

    在物理上有關重力場或重力位能,所牽涉的空間從日常生活到整個宇宙無盡的時空,目前我們有狹義相對論與廣義相對論的理論基礎。

    至於量子力學則涉及分子、原子、甚至於基本粒子這些微小空間中物質的特性。

    我們要將此在空間兩極端的問題(一個是幾近無限大空間內的重力、另一個則是幾近無限小空間中的量力)拉在一起討論所謂的量子重力場的各種理論現象時,我們必須具有在此兩極端之中,許多理論的幫助和許多理論物理學家的努力,在此兩極端之間架起必要的橋梁,此兩極端的結合方才有可能實現。

    目前便有許多學者正在努力用功建構必要連結的橋梁,我們也樂於見到理想的結局出現。

    只是要看到量子化的重力場,在地球上是不可能。重力場要出現不連續的量子現象,只有在極小空間中具有非常大質量與能量的例子上才會出現,例如在黑洞的附近時或是奇異點之初(宇宙剛形成時)。

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