
薛定谔方程
我们之前看到了一种叫做波函数的东西。 什么是波函数? Max Born 是对波函数给出最佳解释的物理学家。他说,波函数是一种数学函数,它使我们能够在给定的时刻确定粒子在空间中某个位置出现的概率。 为了更好地理解这句话,让我们记住一个统计概念,以防万一 还没看过别着急,这个概念很简单。观看下面的视频并尝试理解这些概念,不要担心视频中提到的名称和命名法。
A probabilidade na matemática é a área que estuda as chances de ocorrência de um resultado, que são obtidas pela razão entre casos favoráveis e casos possíveis. No caso físico que queremos descrever aqui podemos assumir que estas chances de ocorrência são equiprováveis, ou seja, têm a mesma chance de acontecer em todo o espaço.
A estatística é o campo da matemática que relaciona fatos e números em que há um conjunto de métodos que nos possibilita coletar dados e analisá-los, assim sendo possível realizar alguma interpretação deles.
好吧,正如我们所说,电子具有双重行为,并且因为它具有我们在海森堡原理中看到的波动特性,我们无法定义波在空间中的具体位置,换句话说,测量 量子力学是完全统计的而不是确定的(它是在给定位置找到电子的概率的结果)。回顾频率的概念,让我们想象一下双缝,越多的电子被抛向它,就会形成我们所看到的干涉图案。一段时间后,会出现比其他线条更强烈的线条,这表明电子数量越多,在该点出现的频率就越高。频率分析的常见图表是高斯,见下图。

的概念 统计中的“正常”是指更频繁的值。因此,在此“标准”内测量的所有结果将更加频繁。设法建立一个数学模型来定义电子在给定时刻可能在哪里的物理学家是欧文·薛定谔。他到达的关系是...
一维 (1D) 的薛定谔方程
上述方程涉及二阶偏导数和微积分的高级概念。高中生不知道如何解这样一个方程,而是要了解它的含义 效用 以及它描述的内容。出于教学目的,让我们分解这个等式 具体来说 使学生对它的数学论证有很好的理解,也就是为了好奇。我们不知道如何在这里解决它。这就是为什么我们将专门的页面 具体来说 在页面底部讨论这个方程的细节。
这个等式到底说明了什么?薛定谔说,对于空间中的给定位置,在该点找到电子的概率是多少?好吧!为了定义这个方程给我们什么,薛定谔说电子和其他粒子的波函数是叠加的,也就是说,电子有可能同时在任何地方,直到它被测量,迫使它设置 1状态 可能的 我们称之为“崩溃”的无限太多 波函数。”薛定谔给出的一个简单类比是著名的“薛定谔的猫”。
这个想法是,想象一个盒子。在这个盒子里,你放了一只猫和一瓶毒药,然后关上盒子。过了一会儿,盒子里的猫会怎么样?根据量子力学,在我们看盒子之前,猫处于叠加态。也就是说,发生在他身上的事情的唯一两种可能性是叠加的(一起,同时),也就是说,这两个 可能性 共存。在第一种情况下,猫要么服毒而死,要么不服毒而活。
当我们决定看盒子知道猫的状态时,一打开它就会发现它不是活着就是死了,也就是观察系统的行为迫使这个系统采取其中一种可能的状态.这意味着我们瓦解了波的叠加,我们强迫自然定义一个特定的状态。薛定谔方程使我们能够预测某个结果出现在空间中某个特定点的位置和概率。为了更好地理解,让我们看下面的视频和动画。
显然薛定谔是一个喜欢猫的人吧?哈哈。在任何人对可怜的小猫绝望之前,没有使用猫进行波叠加测试的实验记录。这纯粹是理论家为了更好地理解这个概念而提出的想法和心理锻炼。当然,对于宏观物体这种叠加现象是没有意义的,薛定谔猫的想法就是把一个量子系统做一个类比,仿佛 我们曾经 看一个宏观系统,也就是说,就好像我们 我们有 变成量子,缩小到与原子相同或小于原子的尺度,并看到这样的现象。如果概念还不是很清楚,我通常会使用不同的类比。
想象你去一家餐馆,服务员给你菜单。您下订单,例如意大利面,然后等待。当服务员在打开托盘之前就已经关闭托盘到达时,通心粉是否按订单来找我?如果我们要打一个叠加的类比,在我们打开托盘之前,餐厅提供的所有可能的订单(菜单订单)都可能在这个托盘中(订单重叠,它们并存),直到我们决定打开托盘并检查订单是否真的是通心粉。只有打开托盘,我们才会看到各种可能,只有一种!因为当我们观察时,自然会迫使这种叠加瓦解(破碎)并只定义一个特定的状态,即我们实际观察到的周围(在日常现象中)。
E aqui faço um adendo importantíssimo! CUIDADO!!! Quando nos referimos a um "observador" em Mecânica Quântica não tem nada a ver necessáriamente com um observador consciente (pessoa ou uma "entidade" qualquer). Na interpretação de Copenhague, o "observador" é qualquer entidade ou sistema que interaja com o sistema quântico e realize uma medição, causando o colapso da função de onda. Essa entidade não precisa ser consciente; pode ser qualquer dispositivo físico que interfira no sistema e produza um resultado mensurável. Por isso dize-se que o ato de tentar medir(interagir) com um sistêma quântico altera seus resultados. Sistemas quânticos são sistemas extremamente sensíveis e voláteis a qualquer tipo de perturbação. Isso ficará mais claro na sessão onde será explicado uma das "N" aplicações da Mecânica Quântica.