量子
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在物理學中，量子（quantum）是參與基本相互作用的任何物理實體（物理性質）的最小量。量子的概念，皆涉及一個不可分割的基本個體。例如，「光的量子」是光的單位。而延伸出的量子力學、量子光學等成為不同的專業研究領域。
某物理性質可以被「量化」的基本概念，稱為量化假設；這意味着物理性質的「量值」（magnitude），只能採用由一個量子的整數倍組成的離散值。
量子的基本概念為所有的有形性質是「可量子化的」。「量子化」指其物理量的數值是特定的，而不是任意值。例如，在（休息狀態的）原子中，電子的能量是可量子化的。這決定原子的穩定和一般問題。在20世紀的前半期，出現了新的概念：許多物理學家將量子力學視為瞭解和描述自然的的基本理論。在量子被發現的100多年間，經過普朗克，愛因斯坦，波爾等科學家的不懈努力，已初步建立量子力學理論。
英語量子一詞來自拉丁語 quantum，意為「有多少」，代表「相當數量的某物質」。
歷史
[編輯]量子物理是研究量子化的物理分支，在1900年根據熱輻射理論延伸建立量子理論。由於馬克斯·普朗克（M. Planck）試圖解決黑體輻射問題，所以他大膽提出量子假設，並得出了普朗克輻射定律，沿用至今。
當時德國物理界聚焦於黑體輻射問題的研究。馬克斯·普朗克在1900年12月14日的德國物理學學會會議中第一次發表能量量子化數值、Avogadro-Loschmidt數的數值、一個分子摩爾（mole）的數值及基本電荷。其數值比以前的更準確，提出的理論也成功解決了黑體輻射的問題，標誌着量子力學的誕生。
量子假設的提出有力地衝擊了古典物理學，促進物理學進入微觀層面，奠基現代物理學。但直到現在，物理學家關於量子力學的一些假設仍然不能被充分地證明，仍有很多需要研究的地方。
相關方程
[編輯]黑體輻射量子方程
[編輯]黑體輻射量子方程是量子力學的第一部分。在1900年10月7日面世。
當物體被加熱，它以電磁波的形式散發紅外線輻射。物體變得熾熱時，紅色波長部分開始變得可見。大多數熱輻射是紅外線，除非物體變得像太陽的表面一樣熱，但當時的實驗室內不能夠達成這種條件而且只可以量度部分黑體光譜。
能量、輻射頻率及溫度可以被寫成：
h是普朗克常數及k是玻爾茲曼常數。兩者都是物理學中的基礎。基礎能量的量子是hf。可是這個單位正常之下不存在並不需要量子化。
參考書籍
[編輯]- M. Planck，A Survey of Physical Theory，transl. by R. Jones and D.H. Williams，Methuen & Co.，Ltd.，London 1925(Dover editions 1960 and 1993)including the Nobel lecture.
- J. Mehra and H. Rechenberg，The Historical Development of Quantum Theory，Vol.1，Part 1，Springer-Verlag New York Inc.，New York 1982.
- Lucretius，"On the Nature of the Universe"，transl. from the Latin by R.E. Latham，Penguin Books Ltd.，Harmondsworth 1951. There are，of course，many translations，and the translation's title varies. Some put emphasis on how things work，others on what things are found in nature.