質問: 古典力学と量子力学 古典力学と量子力学との違いって何なんですか? 物質によって古典力学と量子力学を使い分けて計算するのですか?
回答: >古典力学と量子力学との違いって何なんですか? 古典力学は、原子とか電子とかいう粒子論が認められる前に 出来上がった学問で、物質内部のミクロな構造のことが考慮されて いないんです。 だから大雑把に言うと、電子の運動とかミクロの世界を 計算するときには量子力学を使うのですが、そのミクロの 世界の物理的効果が、目に見えるマクロの世界に出てくる ことがあって、そういうときは目に見えるでかい(マクロ)の世界 の現象も、量子力学の考え方で計算するんです。 実際、量子力学の発想は、目に見える光の強度を考えた ときに出てきたんです。鉄を溶かす溶鉱炉から出て くる光で、溶けている鉄の温度を予想しようとしたときに 古典力学の考え(光は電磁波という連続した波であるという マックスウェル方程式の考え方)では計算できない事が分かった ため、プランクという人が、計算式を検討したところ、光のエネルギー が不連続、つまり量子化されていることに気づいたんです。 これは現在、「黒体輻射の問題」と言われていますが。 >物質によって古典力学と量子力学を使い分けて計算するのですか? 扱うエネルギー、或いは問題になるエネルギーの大きさで使い分けられて いると思います。光子1つ分のエネルギーとか、非常に小さな エネルギーが問題になるときは、量子力学を使うと いう考え方でいいと思いますが、先の「黒体輻射の問題」の ように、現象事態は目に見える大きな世界の話の場合もある わけです。