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测不准关系

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    發表於 2023-11-17 09:29:30 |只看該作者 |倒序瀏覽
    在微观粒子的单缝衍射实验中,设狭缝的宽度为人x,粒子沿  方向运动,通过狭缝后发生衍射,到达A的位置。粒子之所以偏离了原来的运动方向,是因为获得了一个J方向的动量(速度) px。926 年,德国物理学家海
    森堡根据实验和波粒二象性原理,推导出测不准关系:Ax·Apx之式中的人x 和px分别称为坐标和动量的不准量或不确定量,h为普朗克常数。由于h 值是恒定的,观察者如果要绝对精确地测定粒子的位置(坐标),么  必须尽可能地小,当人0时,Ap 二则趋向于无穷大:若要精确地测定粒子的动量久(或速度 uJ),则当Apx-0时,x一,这种不确定性是机械决定论无法解释的。在牛顿力学中,客体的位置和速度都被认为是绝对精确的。
    测不准关系最初被认为是由仪器的干扰造成的,如果是这样,那么我们尽量消除仪器的干扰时,微观客体的测不准效应应当有所改善,但事实证明并非如此。它表明,完全与主体无关的、独立于观测者之外的客体是不存在的:观测过程成为观察者通过科学仪器介入客体的过程,使观测过程成为观测者、观测仪器和观测客体三方面相互作用的过程。海森堡指出,在微观领域,观测活动对客体造成的干扰不能忽略不计。例如,当我们用显微镜来精确测量电子的运动状态时,为了要看到电子,必须用光照亮它,测量者所接收到的实际上是被电子散射的光子。设想我们为了更准确地测定电子的位置,狭缝的宽度应尽可能地小,且使用的光波波长应尽可能地短。但这时,事与愿违的情况出现了:对于波长短的光来说,频率大,光量子的动量大,它照射在电子上必然会使电子产生一个反冲动量,从而改变了它原来的运动状态。这样一来我们对电子动量的测量就不会准确。
    反之,如果我们要使用长波的光以减小对电子动量的干扰,位置的测量就会不那么精确了。
    总之,测不准关系是指测量过程本身,由于观测仪器和观测对象总有一种不确定的相互作用,我们既不能避免这种相互作用的干扰,又不能完全预料这种干扰将使观测对象处于什么样的新状态。而在经典物理学中,我们总是要求观察自然界本来面目,要在完全无千预的情况下去描述它,现在看来,这种目的是达不到的。


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    發表於 2023-11-17 09:30:51 |只看該作者
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    發表於 2023-11-18 23:05:30 |只看該作者
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