量子力学中普遍认为微观粒子的位置与运动状态具不确定性,故以波函数描述之.爱因斯坦认为“上帝不丢骰子”.请问“不确定性”为现实测量的不确定还是事实宏观的不确定?即“不确定”是

来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/05/04 07:33:06
量子力学中普遍认为微观粒子的位置与运动状态具不确定性,故以波函数描述之.爱因斯坦认为“上帝不丢骰子”.请问“不确定性”为现实测量的不确定还是事实宏观的不确定?即“不确定”是

量子力学中普遍认为微观粒子的位置与运动状态具不确定性,故以波函数描述之.爱因斯坦认为“上帝不丢骰子”.请问“不确定性”为现实测量的不确定还是事实宏观的不确定?即“不确定”是
量子力学中普遍认为微观粒子的位置与运动状态具不确定性,故以波函数描述之.爱因斯坦认为“上帝不丢骰子”.请问“不确定性”为现实测量的不确定还是事实宏观的不确定?即“不确定”是否纯粹?

量子力学中普遍认为微观粒子的位置与运动状态具不确定性,故以波函数描述之.爱因斯坦认为“上帝不丢骰子”.请问“不确定性”为现实测量的不确定还是事实宏观的不确定?即“不确定”是
定义 又名“测不准原理”、“不确定关系”,英文"Uncertainty principle",是量子力学的一个基本原理,由德国物理学家海森堡于1927年提出. 该原理表明:一个微观粒子的某些物理量(如位置和动量,或方位角与动量矩,还有时间和能量等),不可能同时具有确定的数值,其中一个量越确定,另一个量的不确定程度就越大.测量一对共轭量的误差的乘积必然大于常数 h/2π (h是普朗克常数)是海森堡在1927年首先提出的,它反映了微观粒子运动的基本规律,是物理学中又一条重要原理. 理论背景 海森伯在创立矩阵力学时,对形象化的图象采取否定态度.但他在表述中仍然需要使用“坐标”、“速度”之类的词汇,当然这些词汇已经不再等同于经典理论中的那些词汇.可是,究竟应该怎样理解这些词汇新的物理意义呢?海森伯抓住云室实验中观察电子径迹的问题进行思考.他试图用矩阵力学为电子径迹作出数学表述,可是没有成功.这使海森伯陷入困境.他反复考虑,意识到关键在于电子轨道的提法本身有问题.人们看到的径迹并不是电子的真正轨道,而是水滴串形成的雾迹,水滴远比电子大,所以人们也许只能观察到一系列电子的不确定的位置,而不是电子的准确轨道.因此,在量子力学中,一个电子只能以一定的不确定性处于某一位置,同时也只能以一定的不确定性具有某一速度.可以把这些不确定性限制在最小的范围内,但不能等于零.这就是海森伯对不确定性最初的思考.据海森伯晚年回忆,爱因斯坦1926年的一次谈话启发了他.爱因斯坦和海森伯讨论可不可以考虑电子轨道时,曾质问过海森伯:“难道说你是认真相信只有可观察量才应当进入物理理论吗?”对此海森伯答复说:“你处理相对论不正是这样的吗?你曾强调过绝对时间是不许可的,仅仅是因为绝对时间是不能被观察的.”爱因斯坦承认这一点,但是又说:“一个人把实际观察到的东西记在心里,会有启发性帮助的……在原则上试图单靠可观察量来建立理论,那是完全错误的.实际上恰恰相反,是理论决定我们能够观察到的东西……只有理论,即只有关于自然规律的知识,才能使我们从感觉印象推论出基本现象.” 海森伯在1927年的论文一开头就说:“如果谁想要阐明‘一个物体的位置’(例如一个电子的位置)这个短语的意义,那么他就要描述一个能够测量‘电子位置’的实验,否则这个短语就根本没有意义.”海森伯在谈到诸如位置与动量,或能量与时间这样一些正则共轭量的不确定关系时,说:“这种不确定性正是量子力学中出现统计关系的根本原因.” 海森伯测不准原理是通过一些实验来论证的.设想用一个γ射线显微镜来观察一个电子的坐标,因为γ射线显微镜的分辨本领受到波长λ的限制,所用光的波长λ越短,显微镜的分辨率越高,从而测定电子坐标不确定的程度△q就越小,所以△q∝λ.但另一方面,光照射到电子,可以看成是光量子和电子的碰撞,波长λ越短,光量子的动量就越大,所以有△p∝1/λ.经过一番推理计算,海森伯得出:△q△p=h/4π.海森伯写道:“在位置被测定的一瞬,即当光子正被电子偏转时,电子的动量发生一个不连续的变化,因此,在确知电子位置的瞬间,关于它的动量我们就只能知道相应于其不连续变化的大小的程度.于是,位置测定得越准确,动量的测定就越不准确,反之亦然.” 海森伯还通过对确定原子磁矩的斯特恩-盖拉赫实验的分析证明,原子穿过偏转所费的时间△T越长,能量测量中的不确定性△E就越小.再加上德布罗意关系λ=h/p,海森伯得到△E△T>=h/2π,并且作出结论:“能量的准确测定如何,只有靠相应的对时间的测不准量才能得到.” 海森伯的测不准原理得到了玻尔的支持,但玻尔不同意他的推理方式,认为他建立测不准关系所用的基本概念有问题.双方发生过激烈的争论.玻尔的观点是测不准关系的基础在于波粒二象性,他说:“这才是问题的核心.”而海森伯说:“我们已经有了一个贯彻一致的数学推理方式,它把观察到的一切告诉了人们.在自然界中没有什么东西是这个数学推理方式不能描述的.”玻尔则说:“完备的物理解释应当绝对地高于数学形式体系.” 玻尔更着重于从哲学上考虑问题.1927年玻尔作了《量子公设和原子理论的新进展》的演讲,提出著名的互补原理.他指出,在物理理论中,平常大家总是认为可以不必干涉所研究的对象,就可以观测该对象,但从量子理论看来却不可能,因为对原子体系的任何观测,都将涉及所观测的对象在观测过程中已经有所改变,因此不可能有单一的定义,平常所谓的因果性不复存在.对经典理论来说是互相排斥的不同性质,在量子理论中却成了互相补充的一些侧面.波粒二象性正是互补性的一个重要表现.测不准原理和其它量子力学结论也可从这里得到解释.

量子力学中普遍认为微观粒子的位置与运动状态具不确定性,故以波函数描述之.爱因斯坦认为“上帝不丢骰子”.请问“不确定性”为现实测量的不确定还是事实宏观的不确定?即“不确定”是 量子力学认为:微观粒子的波动是一种概率波. 量子力学 为什么要用波函数描述微观粒子的运动状态? 下列说法正确的是( )A、经典力学理论普遍适用,大到天体,小到微观粒子B、经典力学理论的成立具有一定的局限性C、在经典力学中,物体的质量不随运动状态而改变D、相对论与量子力学否 “经典力学适用于宏观物体的运动,量子力学适用于微观粒子的运动”这句话对吗 “经典力学适用于宏观物体的运动,量子力学适用于微观粒子的运动”这句话对吗? 相对论可不可以解释微观粒子的行为?量子力学理论认为微观粒子的行动轨迹是测不准的.就是一束微观粒子定向射向屏幕,屏幕上点迹会是分散开的.微观粒子既有可能落在这一点,也有可能落 量子力学中的微观粒子的波粒二象性,及其与经典理论的区别 请问怎么样理解量子力学中提到的微观粒子的波粒二象性? 量子力学认为:微观粒子的波动是一种概率波.请以此阐明玻尔假说中的不足之处. 宿命论与量子力学现代量子物理与宿命论相驳.在量子理论中微观粒子是以概率波的形式存在的,其位置及速度都具有无法预测性和不确定性(这个不确定性是由普朗克常数决定的),因此相同 微观粒子与宏观物体的运动有什么不同 经典物理学与量子力学中关于物质运动状态描述的比较 分子为什么会做无规则运动?为什么温度越高,分子就运动得越快?我个人认为,动量守衡是一切物体的普遍规律,质量守衡和能量守衡都是由微观粒子的动量守衡延伸而来的. 微观粒子的运动都是量子化的吗? 光是高速运动的微观粒子吗? 微观粒子为何具有能量状态?在重力场、电场、磁场、强弱作用场中,微观粒子自然而然形成,也自然而然地具有某特定的能量状态,这种“自然而然”能否做出解释,意在量子力学的基础! 可知论与量子力学不确定性矛盾吗可知论认为世界是可知的量子力学认为小尺度范围内确是不可确定的两者矛盾吗?