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क्वांटम सिद्धांत
शब्द "quantum theory" लैटिन शब्द "क्वांटम" से लिया गया है, जिसका अर्थ है "कितना" या "मात्रा"। 20वीं सदी की शुरुआत में, जब भौतिकविदों ने उप-परमाणु स्तर पर पदार्थ और ऊर्जा के व्यवहार का पता लगाना शुरू किया, तो उन्हें एहसास हुआ कि न्यूटन के गति के नियमों और मैक्सवेल के विद्युत चुंबकत्व के समीकरणों पर आधारित पारंपरिक शास्त्रीय भौतिकी सिद्धांत कुछ घटनाओं की सटीक व्याख्या नहीं कर सकते। इस अंतर को पाटने के लिए, एक नए सैद्धांतिक ढांचे की आवश्यकता थी, जिसे भौतिकविदों ने "quantum theory." कहा। इस सिद्धांत ने माना कि इलेक्ट्रॉनों जैसे कुछ उप-परमाणु कण "क्वांटम अवस्थाओं" नामक एक रूप में मौजूद थे, जो निश्चित स्थिति और प्रक्षेप पथ के बजाय असतत और संभावनाओं द्वारा प्रतिबंधित थे। क्वांटम सिद्धांत ने भौतिक ब्रह्मांड की हमारी समझ में क्रांति ला दी है और ट्रांजिस्टर, लेजर और एलईडी जैसे कई तकनीकी विकासों को जन्म दिया है।
क्वांटम सिद्धांत के सिद्धांत बताते हैं कि कण एक साथ कई अवस्थाओं में मौजूद रह सकते हैं और केवल तभी एक विशिष्ट अवस्था में सिमटते हैं जब उनका अवलोकन किया जाता है।
क्वांटम सिद्धांत उप-परमाण्विक कणों के व्यवहार को उस तरीके से समझाता है जो शास्त्रीय भौतिकी नहीं समझा सकती, क्योंकि जब कण बहुत छोटे होते हैं तो वे हमेशा अपेक्षित व्यवहार नहीं करते हैं।
फोटॉन की ऊर्जा (E=hν) की गणना के लिए क्वांटम सिद्धांत का सूत्र आधुनिक भौतिकी के विकास और प्रकाश एवं ऊर्जा की प्रकृति को समझने में महत्वपूर्ण रहा है।
क्वांटम सिद्धांत ने पदार्थ की मौलिक प्रकृति के बारे में हमारी समझ को पुनः परिभाषित किया है, तथा यह प्रस्तावित किया है कि उप-परमाण्विक कणों को तरंग-सदृश तथा कण-सदृश दोनों रूपों में वर्णित किया जा सकता है, जो एक ऐसी अवधारणा है जिसे शास्त्रीय भौतिकी के माध्यम से समझना कठिन है।
क्वांटम सिद्धांत के उपयोग से क्वांटम क्रिप्टोग्राफी, क्वांटम कंप्यूटिंग और क्वांटम सेंसर जैसी नई प्रौद्योगिकियों का विकास हुआ है।
क्वांटम सिद्धांत के परिणामस्वरूप, इलेक्ट्रॉन और फोटॉन जैसे सूक्ष्म कण उन अवरोधों को पार कर सकते हैं, जो परंपरागत रूप से उन्हें पार करने की अनुमति नहीं देते, इस परिघटना को क्वांटम टनलिंग के रूप में जाना जाता है।
क्वांटम सिद्धांत का उपयोग अणुओं में परमाणुओं के व्यवहार को समझाने के लिए किया गया है, जैसे कि जल के अणुओं में ऑक्सीजन और हाइड्रोजन के परमाणुओं के बीच संबंध।
क्वांटम सिद्धांत ने परमाणु भौतिकी के विकास में भी महत्वपूर्ण भूमिका निभाई है, तथा परमाणुओं के नाभिक के भीतर उप-परमाणु कणों के व्यवहार की भविष्यवाणी की है।
क्वांटम रसायन विज्ञान के क्षेत्र में, अणुओं के बीच अंतःक्रिया और परमाणु स्तर पर रासायनिक प्रतिक्रियाओं के व्यवहार को समझने में क्वांटम सिद्धांत महत्वपूर्ण रहा है।
क्वांटम सिद्धांत अनुसंधान का एक सक्रिय क्षेत्र बना हुआ है, प्रयोगात्मक तकनीकों में प्रगति के कारण इसके सिद्धांतों को बेहतर ढंग से समझना और सत्यापित करना संभव हो पाया है।
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