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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 专业学科区 » 物理 » 理论物理&天文 » 关于物质波、态叠加原理和不确定原理的探讨
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天仙老人

木虫 (小有名气)

九界天尊

[交流] 关于物质波、态叠加原理和不确定原理的探讨 已有2人参与

许多人在初次学习量子力学时，对量子力学里的基本概念都或多或少的有些迷惑，一方面是初次接触新的认识有生疏感，一方面还有不同的书籍叙述的观点不同而引起的困惑，诸如对于物质波、态叠加原理和不确定原理的表述，经常看到如下叙述：
物质波：
1，诸如电子这样的微观客体，其既具有粒子性，又具有波动性，是具有波动粒子两重性的矛盾体
2，诸如电子这样的微观客体，其有时表现的像粒子，有时表现的像个波，它的表现性质与观察的方法有关
3，粒子性是指具有电荷、质量这样的内禀属性，并有有限大小的客体，波动性是大量这种客体行为的统计表述，波动性对应的是体系总体的性质
……
态叠加原理：
1，对于由叠加态描写的对象，其既处在态1，又处在态2，又处在态3……
2，对于由叠加态描写的对象，其可能处在态1，也可能处在态2，也可能处在态3……
3，对于由叠加态描写的对象，其部分的处在态1，部分的处在态2，部分的处在态3……
……
不确定原理
1，不确定关系给出的是，在单次测量中，不对易的力学量无法同时测得精确值
2，不确定关系给出的是，在足够多次测量中，不对易力学量的统计散布即涨落的乘积所受到的限制条件
不同的书代表着不同作者的观点，而有些书作为学校里的教材，给学生带来了单一的理论认识，限制了学生的思维，量子力学不会是教材里表述的那样，好的教材应该是集各家所言，让学生选择自己赞同的观点深入研究，甚至能让学生放开自己的思维，理解出新的量子力学思想。
有兴趣的朋友不妨对量子力学里的基础概念谈谈自己的理解，相互交流，相互解惑。
附上一篇作为参考，指正
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  • 附件 1 : 关于物质波、态叠加原理和不确定原理的探讨.pdf
    • 2012-10-25 19:36:35, 552.67 K

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成功需要智勇的执著
1楼 2012-10-25 19:36:54
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夕阳西下

金虫 (著名写手)
★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
摘要部分：1.“波动性和粒子性不应是同一事物的两个方面，粒子性对应的是单个体系，波函数就描写的是大量单个体系组成的系综的性质”。物质具有波粒二象性，指的是不管是单个粒子还是大量单个粒子的体系均具有波粒二象性。粒子性就采用粒子的性质来建立物理方程，波动性就采用波动的性质来建立方程，二者均有，动量=h/波长，这样就把粒子的性质动量与波的性质波长联系起来了。同样能量=h圆频率。波函数最初的引入就是简谐振动，它其实也是单个质点的上下振动情况引起的振动方程，振动在介质中的传播，而后推出了波动方程。量子力学中只是引入了波函数模的平方作为粒子出现的几率。2.“但若我们换一种方式，在两个态下分别测量两个不对易的力学量，我们认为是可以同时得到精确值的”。这里对同时测量得到精确值的理解应该是这样的，同一套设备，同时测量所得到的两个物理量，而不是你所谓的分别测量。
第一章：“另外，根据德布罗意的位相调和定理的推导过程，我们可以得出假定，物质粒子的速度上限是光速，而位相波的速度下限是光速。”物质波部分引入的很多文献都很发展史部分的，既然是发展史，自然还是很不完善的理论，也就是几百年前的理论，而目前量子力学的发展已远远超越你所引用的科普文章。至少，相位波目前称为相速度的表达式没有说其下限是光速，比如电磁波应该与介质的磁导率，介电常数有关。
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3楼2012-10-26 12:34:49
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孙?�730

至尊木虫 (知名作家)

优秀版主
拜读 并推荐重奖
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sunyu730_emuch@126.com
2楼2012-10-26 07:59:56
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天仙老人

木虫 (小有名气)

九界天尊
夕阳西下: 既然你非要坚持这样说，我也只能说这只是你个人的理解。 2012-10-26 23:05:26
引用回帖:
3楼: Originally posted by 夕阳西下 at 2012-10-26 12:34:49
摘要部分：1.“波动性和粒子性不应是同一事物的两个方面，粒子性对应的是单个体系，波函数就描写的是大量单个体系组成的系综的性质”。物质具有波粒二象性，指的是不管是单个粒子还是大量单个粒子的体系均具有波粒二 ...

有些教材中有类似的叙述，对于单个客体，粒子性对应其内禀属性，波动性是大量这种客体行为的统计表述，对于体系，粒子性对应单个体系的属性，波动性是大量体系行为的统计表述；所以波动性和粒子性尽管相互联系，但波动性和粒子性不应是同一事物的两个方面。对于测量，在某一状态中，不同时表现两个不对易力学量的两种属性，所以测得某一力学量，就无法测得另一力学量，这是很自然的，但是若在分别表现不同属性的态下测量，则也自然能够同时测得不同力学量的精确值，当然这种测量是无法用同一装置的。这里只是叙述下测量，并无特别意义。现在的好多教科书，自作者编写以来，其基本观点就没有多少变动过，新版教材跟老版的大同小异，而作者的观点也是他们学习时在更古老的书本思想中理解出来的，所以在量子力学快速发展的今天，好多教科书却没有跟着发展。相位波是一种特殊的波，不同于电磁波，不包含能量信息，其或许是独立于三维空间之外的，相位波的传播速度大于光速，才有了超光速信号传递的现象，但这不与相对论相矛盾，相对论是描写宇宙时空的理论，而相位波或许是存在于高维空间的，不受相对论约束。
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成功需要智勇的执著
4楼2012-10-26 19:47:32
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天仙老人

木虫 (小有名气)

九界天尊
量子力学基本概念，物质波，态叠加原理和测不准原理是紧密联系着的，各概念的解释应能组成一套完备的理论体系，对量子力学基本概念的理解感兴趣的朋友，可以将自己在书中了解到的解释贴出来，比如波动性和粒子性的解释，在哪本书里了解的，是哪位作者的观点，贴出来可以做个比较，有些作者或许出于同一师门，或者学习时用过同样的教材，所以他们的观点可能基本会一致。（在基本概念上会有多少种解释，或许中国只有一个量子力学）

[ Last edited by 天仙老人 on 2012-10-26 at 20:01 ]
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成功需要智勇的执著
5楼2012-10-26 19:56:18
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