| 查看: 1153 | 回复: 5 | |||
[求助]
【求助】关于波函数的一些疑问
|
|
在看书的过程中，我发现波函数的统计解释和薛定谔方程“波函数就是描述微观粒子状态的态函数”这一关于波函数的解释间存在着矛盾的地方。下面是我的一些不太严密的推理。 以电子的衍射实验为例。首先，一个动量为p的电子有其对应的物质波，此物质波的波动式为此电子的波函数Ψ(x,t)。在电子衍射实验中，让电子一个个地间隙入射，其在屏上各位置出现的概率与波函数密切相关，记其概率密度函数为fY(y)=g(|Ψ(x,t)|^2)(假设Ψ不随t变化)。另一方面，由不确定度关系得，当动量p确定时， 相应的x不确定度为∞，因此我们用概率密度函数fX(x)来描述其x取值的概率。根据波函数的统计解释，每次观察必然会记录到一个“确定的”（在服从不确定度关系的前提下，下略）结果，即x与屏上的位置y，在经过大量的统计后，其分布规律即波函数才会显现出来。那么，如果我们在每次记录的结果之间，即x与y之间建立一一对应的关系，记为y=h(x)，我们便导出了以下结论：波函数只是我们在不能确定x的条件下不得不使用的描述概率分布的函数，而当我们能确定x值时，波函数便没有意义了。而这是与薛定谔方程的假定——粒子的状态本身即是波函数——相矛盾的。 用另一个更简单但更不严谨的例子来说的话，对于抛一枚硬币的结果，波函数的统计解释认为本质上只存在正面和反面两种状态，“一半正面一半反面”的波函数只是其统计结果，而薛定谔方程认为其存在状态就是“一半正面一半反面”的叠加态。这两者存在着明显的分歧。 我想问的是，我认为的这两者之间的矛盾是否真的存在，或者只是我的误解？如果是我的误解，请指出我思路中的误区。如果真的存在，不知道有没有调和两者的理论，或者说让其中一者明显优于另一者的较新的研究成果？ 希望各位朋友可以解惑PS：新手没金币，悬赏金额已经是我的所有了。。。各位别介意。。。  |
回复此楼» 猜你喜欢
孩子确诊有中度注意力缺陷
已经有13人回复
-
三甲基碘化亚砜的氧化反应
已经有4人回复
-
请问下大家为什么这个铃木偶联几乎不反应呢
已经有5人回复
-
请问有评职称，把科研教学业绩算分排序的高校吗
已经有5人回复
-
2025冷门绝学什么时候出结果
已经有3人回复
-
天津工业大学郑柳春团队欢迎化学化工、高分子化学或有机合成方向的博士生和硕士生加入
已经有4人回复
-
康复大学泰山学者周祺惠团队招收博士研究生
已经有6人回复
-
AI论文写作工具：是科研加速器还是学术作弊器？
已经有3人回复
-
论文投稿，期刊推荐
已经有4人回复
-
硕士和导师闹得不愉快
已经有13人回复
» 本主题相关价值贴推荐，对您同样有帮助:
关于单磁畴的一些疑问
已经有7人回复- 关于得到分子波函数的问题
已经有12人回复
- 关于葡萄糖氧化阶梯曲线的一些疑问
已经有22人回复
- 关于新药监测期的一些疑问
已经有11人回复
- origin 箱线图的一些疑问
已经有5人回复
- 关于Gamry电化学工作站参数的一些疑问
已经有8人回复
- 关于纳米发光材料的一些疑问
已经有16人回复
- 急~关于波函数对称性的问题求助
已经有10人回复
- 回答一些关于Multiwfn的疑问以及未来Multiwfn的发展打算
已经有37人回复
- 关于Q-PCR的一些疑问
已经有11人回复
- VASP计算：如何处理波函数占用空间太大的问题
已经有5人回复
- 植物基因组DNA提取的一些疑问~
已经有10人回复
- 概率论中关于【独立事件】的一些疑问
已经有3人回复
- 关于MTT加液与弃液的一些思考与疑问
已经有6人回复
- 关于清华博士的一些疑问
已经有27人回复
- 【求助】有关SERS增强因子计算的一些疑问
已经有5人回复
- 【求助】铁电测试的数据上的一些疑问
已经有7人回复
2楼2013-01-04 23:55:49
基极电流
铁杆木虫 (正式写手)
- 物理EPI: 1
- 应助: 144 (高中生)
- 金币: 9514.4
- 散金: 10
- 红花: 22
- 帖子: 555
- 在线: 637.7小时
- 虫号: 1882606
- 注册: 2012-07-07
- 性别: GG
- 专业: 电路与系统
【答案】应助回帖
★
感谢参与，应助指数 +1
clovej: 金币+1, ★★★很有帮助, 谢啦~ 2013-01-05 15:23:29
感谢参与，应助指数 +1
clovej: 金币+1, ★★★很有帮助, 谢啦~ 2013-01-05 15:23:29
|
作为工科生，当年学量子力学仅仅是为了与其他三大力学一起建立固体物理——>半导体物理——>晶体管原理和集成电路以及光电子技术......这么一套体系。应用理论来理解并设计制造出器件是学习目标。而理科生则试图理解造物主到底是怎么想的。呵呵，层次不同啊。 不过楼主的问题好像在历史上早就讨论过了，量子力学的诠释其实也没什么最后的统一，只是统计解释接受程度大一些而已。即使是统计解释，即波函数代表了粒子出现的概率，也不是说波函数本身就是概率，而是波函数模的平方经归一化后，才代表粒子的出现概率。还有楼主对“观察”还没有理解透。我们观察宏观世界是不会对被观察的对象有什么影响的，但观察微观世界，观察对被观察的对象是有影响的。（一个比喻是我们能感觉到一辆汽车的存在是因为有光线从照射在汽车上，反射进我们的仪器或眼睛，而这个光线对汽车本身没什么影响。假如汽车是微观的，我们没有一个更微观的光线去检测它，而只能用一个和被观察的汽车同一尺度的客体，比如另一辆汽车去撞击它才能检测到汽车的存在时，观察就会影响被观察的客体）。所以，你一旦观察了（检测到）电子在某处或测量了它的动量后，系统已经被改变，也就是说你是不可能“直接检测最原始的波函数”的！那么你的矛盾也就不存在了。 |
3楼2013-01-05 00:08:59
racoon01
专家顾问 (著名写手)
-
专家经验: +213 - 物理EPI: 25
- 应助: 212 (大学生)
- 金币: 24354.4
- 散金: 27
- 红花: 71
- 帖子: 2438
- 在线: 643.2小时
- 虫号: 1282452
- 注册: 2011-05-01
- 专业: 中国近代史、现代史
- 管辖: 物理
4楼2013-01-05 13:15:05
5楼2013-01-05 14:10:00
|
首先，量子力学是描述微观世界的主要工具，根据海森堡测不准关系，测量过程必然对被测状态造成影响，除非在其本征态下测量其本征物理量，如果动量P是确定的，那么测量空间必然是动量空间，其波函数必然是PSI（px,py,pz）=1，动量的变化量=0, 那么在其正交共轭的坐标空间，我们得不到任何信息，所以Psi(x,y,z)=0, 位置的变化量=inf。如果能完全确定某个量，那么在该本征态下测量，波函数没有任何意义，但是实际上测量必然对结果造成影响，也不可能正好在其本征态测量。 正如你举的例子：掷硬币的例子，虽然是宏观事件，但是硬币的投掷状态应该是正面和反面这两个本征态的叠加；因为我们在投掷或测量过程中，我们不可能在正面（反面）的本征态完成投掷，因为我们不可能永远投正面或反面，或者我们能预测下一次投掷是正面或反面，所以每一次投掷硬币的正面或反面都是不确定的，它们都存在一定的概率，就是其相应的波函数。 |
6楼2013-01-05 21:55:56