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क्वांटम यांत्रिकी परमाणु या उप-परमाणु आकार की प्रणालियों से संबंधित है; जैसे कण, परमाणु, इलेक्ट्रॉन, प्रोटॉन और अन्य प्राथमिक कण। उन्नीसवीं सदी के उत्तरार्ध में शास्त्रीय यांत्रिकी में आने वाली कठिनाइयों में से कुछ, जैसे कि ब्लैक-बॉडी रेडिएशन की समस्या और उनकी कक्षाओं पर इलेक्ट्रॉनों की स्थिरता, इस सोच को प्रेरित करती है कि ऊर्जा के सभी रूप डिस्कनेक्ट, अदृश्य बीम, जिसे मात्रा या "क्वांटम" कहते हैं। यह अवधारणा 1900 में जर्मन भौतिक विज्ञानी मैक्स प्लैंक द्वारा बनाई गई थी, जिसके माध्यम से अल्बर्ट आइंस्टीन ने फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव के लिए एक स्पष्टीकरण प्रदान किया था जिसमें यह पाया गया था कि विद्युत चुम्बकीय तरंगें कभी-कभी कणों के व्यवहार के समान होती हैं। क्वांटम यांत्रिकी के सिद्धांतों को पिछली सदी के बीसवीं शताब्दी के दौरान एक समूह द्वारा विकसित किया गया था। भौतिकविदों से विचलित। 1924 में, लुई डी ब्रोगली को इस बात का एहसास हुआ कि वस्तुएं तरंगों के रूप में भी व्यवहार कर सकती हैं, जो लहर और कण के द्वंद्व द्वारा व्यक्त की जाती हैं। इस पृष्ठभूमि के खिलाफ, दो अलग गणितीय सूत्र प्रस्तुत किए गए, अर्थात्: एरविन श्रोडिंगर द्वारा विकसित वेव मैकेनिक्स में वेव फंक्शन नामक एक गणितीय ऑब्जेक्ट का उपयोग शामिल है, जो अंतरिक्ष के एक स्थान में एक कण की संभावना और वर्नर हाइजेनबर्ग और मैक्स बॉर्न द्वारा निर्मित मैट्रिक्स मैकेनिक्स का वर्णन करता है, जो समय के साथ बदलने वाले मेट्रिसेस का वर्णन करता है। हालांकि बाद वाले एक लहर फ़ंक्शन या इसी तरह की अवधारणाओं का उल्लेख नहीं करते हैं, यह श्रोडिंगर के समीकरण के अनुरूप है। क्वांटम यांत्रिकी के सबसे महत्वपूर्ण सिद्धांतों में से एक 1927 में हाइजेनबर्ग द्वारा तैयार अनिश्चितता सिद्धांत था, और इसमें कहा गया है कि एक उच्च डिग्री सटीकता के साथ एक ही समय में एक कण के दो विशिष्ट गुणों को मापने की हमारी क्षमता सीमित है। यह निरपेक्ष नियतत्ववाद के सिद्धांत को समाप्त करता है, जो इंगित करता है कि एक प्रणाली की स्थिति को इसकी पिछली स्थिति से सटीक रूप से भविष्यवाणी की जा सकती है, क्योंकि क्वांटम घटना को केवल एक संभाव्य तरीके से समझाया जा सकता है। इसके कारण अल्बर्ट आइंस्टीन सहित बीसवीं सदी के सबसे बड़े भौतिकविदों के बीच एक बड़ी वैज्ञानिक बहस हुई, जिसने क्वांटम यांत्रिकी की स्थापना में उनके महत्वपूर्ण योगदान के बावजूद इस व्याख्या का विरोध किया।
क्वांटम यांत्रिकी को कई घटनाओं जैसे लेज़रों और अर्धचालकों की व्याख्या करने में बड़ी सफलता मिली है, और इसके परिणामस्वरूप महत्वपूर्ण तकनीकी अनुप्रयोग हुए हैं, जो आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक्स की आधारशिला हैं। कणों की गतिशीलता और संरचना की समझ का एक बड़ा हिस्सा, वे जिस तरह से बातचीत करते हैं, और रासायनिक बांड का निर्माण तरंग फ़ंक्शन पर निर्भर करता है। । कम्प्यूटेशनल रसायन विज्ञान भी रासायनिक प्रयोगों के परिणामों का विश्लेषण और अनुकरण करने के लिए अपने गणितीय प्रदर्शन में क्वांटम सिद्धांतों पर निर्भर करता है। जीव विज्ञान में, क्वांटम यांत्रिकी प्रकाश संश्लेषण के दौरान ऊर्जा रूपांतरण द्वारा होने वाले तंत्र की व्याख्या करने में सक्षम है
पौधों और कुछ प्रकार के बैक्टीरिया में, साथ ही जानवरों में दृष्टि की प्रक्रिया। शोधकर्ता वर्तमान में सूचना विज्ञान में भविष्य के कई अन्य अनुप्रयोगों पर काम कर रहे हैं।
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