
海森堡不确定性原理
海森堡的测不准原理表述起来比较简单,思路也很简单。 在传统的牛顿物理学(也称为经典物理学)中,人们相信如果我们知道系统中所有粒子的初始位置和动量(质量和速度),我们将能够计算它们的相互作用并预测它的行为方式。如果我们知道如何准确地描述这些粒子之间的相互作用,这似乎是正确的,但它始于一个非常强的假设:事实上我们知道所有粒子的位置和动量。
根据不确定性原理,我们无法绝对精确地知道粒子的位置或动量(因此也知道速度)。发生这种情况是因为要测量任何这些值,我们最终都会改变它们,这不是测量的问题,而是量子物理学和粒子的性质。 不确定性原理使用以下公式表示:
其中 Δx 是位置的不确定性,并且 Δp 是粒子动量的不确定性
为了更好地理解,当我们需要根据经典力学知道一个粒子的位置时,我们需要两个变量:这个物体的速度和从一个点到另一个点所花费的时间。只有这样我们才能确定它的位置。现在,当涉及到亚原子粒子时,我们无法确定这两个信息中的任何一个,因为在这个尺度上,物质的行为方式是随机且不确定的!换句话说,我们知道要定义粒子的状态,我们需要两条不同的信息来定义另一个,如果我们可以很好地定义子粒子的位置,我们就不能确定它的速度,反之亦然反之亦然。下面的视频将为您带来更清晰的思路,快来看看吧! (打开字幕!!!)
总之!为了让这个概念更清楚,想象你拿着一根很长的弦的末端,你通过有节奏地上下摇晃它来产生一个波浪。如果有人问“波到底在哪里?”你会认为那个人疯了:浪潮正是无处可去。它由绳索本身的 45m 或更长的刷毛分布。但是如果那个人问波长是什么,你 可以给出一个更连贯的答案:大约 7 米。当然,您可以画出中间情况,其中波的位置合理,波长定义合理,但这里有一个不可避免的困境: 该波的位置越精确,波长越不精确,反之亦然。 这当然适用于任何波现象,因此尤其适用于量子力学中的波函数。现在,通过德布罗意公式,Ψ 的波长与粒子的动量有关。
其中 Δx 是位置的不确定性,Δp 是粒子动量的不确定性。