力學(xué)是物理學(xué)的一個(gè)分支，研究物體在受力或位移以及環(huán)境影響下的運(yùn)動(dòng)。力學(xué)有兩個(gè)分支：經(jīng)典力學(xué)和量子力學(xué)。本文將會(huì)對(duì)這兩個(gè)分支以及統(tǒng)計(jì)力學(xué)進(jìn)行詳細(xì)地闡述，讓大家明白其定義和具體類型，讓大家進(jìn)行更為深入的了解。

1.經(jīng)典力學(xué)

經(jīng)典力學(xué)研究物體在各種力的作用下如何運(yùn)動(dòng)，以及力如何作用于不運(yùn)動(dòng)的物體。經(jīng)典 "一詞表明，它并不涉及物體以顯著低于光速的速度運(yùn)動(dòng)的情況，也不涉及原子級(jí)現(xiàn)象。

描述原子尺度的現(xiàn)象需要量子力學(xué)，描述極高速度的現(xiàn)象需要愛因斯坦的相對(duì)論。量子力學(xué)和相對(duì)論都是 20 世紀(jì)發(fā)明的，而經(jīng)典力學(xué)定律則是艾薩克-牛頓爵士于 1687 年提出的。經(jīng)典力學(xué)定律使我們能夠計(jì)算球和棒球、行星和宇宙飛船的軌道。這些定律可以用來預(yù)測(cè)在傾斜的船上或鐘擺上滾動(dòng)的圓柱體的位置和時(shí)間之間的關(guān)系，也可以用來計(jì)算在墻上掛畫時(shí)電線的張力。

經(jīng)典力學(xué)與建筑物、汽車、飛機(jī)、彈道導(dǎo)彈、橋梁和許多其他事物的實(shí)際關(guān)聯(lián)性無需解釋，而且它是所有理論中最善于從最少的簡(jiǎn)單原理解釋極其廣泛的現(xiàn)象的理論，這為我們研究經(jīng)典力學(xué)提供了強(qiáng)有力的知識(shí)理由，即使沒有技術(shù)理由。

2.量子力學(xué)

量子力學(xué)通常被認(rèn)為是研究極小長(zhǎng)度尺度的物理學(xué)，盡管它可以直接應(yīng)用于一些宏觀系統(tǒng)。之所以使用 "量子 "這個(gè)形容詞，是因?yàn)榱孔恿W(xué)與經(jīng)典力學(xué)不同，有些量只有離散的值。在量子力學(xué)中，粒子具有波的特性，而波的行為受一個(gè)特殊的波方程--薛定諤方程--的支配。薛定諤方程與本書討論的其他波方程略有不同。不過，這些不同并不妨礙我們使用通常的策略來求解波方程并處理所得到的解。

首先，量子力學(xué)只是受波方程支配的系統(tǒng)的另一個(gè)例子。雖然波本身相當(dāng)簡(jiǎn)單明了，但量子力學(xué)卻充滿了微妙、模糊和怪異之處。僅舉幾例：縮放問題、隱變量、貝爾定理和波粒二象性。雖然量子力學(xué)有許多謎題，但它的優(yōu)點(diǎn)是相對(duì)容易應(yīng)用于物理系統(tǒng)，以了解其行為方式。

3.統(tǒng)計(jì)力學(xué)

統(tǒng)計(jì)力學(xué)的這一分支考慮并擴(kuò)展了經(jīng)典熱力學(xué)，被稱為統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)或統(tǒng)計(jì)平衡力學(xué)。統(tǒng)計(jì)力學(xué)用于求解實(shí)際系統(tǒng)(由多個(gè)部分組成的系統(tǒng))。我們可以輕松求解單個(gè)粒子、原子或分子的薛定諤方程。對(duì)于許多粒子，解法如下。

總 = 線性組合 a(1) b(2) c(3).....

其中，a 表示在狀態(tài) a 中能量為 Ea 的粒子。

例如，在理想氣體中，假設(shè)分子之間沒有相互作用，即它們不會(huì)影響彼此的能級(jí)。每個(gè)粒子都有一定的能量，對(duì)于 T > 0，系統(tǒng)的總能量為 E。那么 E 是如何在粒子間分配的呢?第二個(gè)問題是粒子在不同能級(jí)之間是如何分布的。要回答這個(gè)問題，我們需要用到統(tǒng)計(jì)力學(xué)，而熱力學(xué)則要求在平衡狀態(tài)下熵達(dá)到最大。熱力學(xué)關(guān)注的是熱量和熱量流動(dòng)的方向，而統(tǒng)計(jì)力學(xué)則從物質(zhì)結(jié)構(gòu)的角度為我們描繪了熱量的微觀圖景，讓我們能夠估算物質(zhì)的熱特性，如熱容量。

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