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铁杆木虫 (正式写手)

[交流] 关于量子力学中角动量的一个疑惑(量子力学自相矛盾?)已有11人参与

量子力学中角动量态一般用|j,m>表示,那么我们取一个特殊的态|0,0>,即角动量为0的态。在此态下,我们可以得出奇怪的结论,即j=j_x=j_y=j_z=0,这意味着,我们得到了关于角动量所有的信息,包括其各分量信息。这也可以从球谐函数Y_00是常数看出,它是角动量所有分量的共同本征函数。那么这与不确定原理是否冲突呢?毕竟,在此态下,我们可以得到各分量精确的值。
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6楼: Originally posted by walk1997 at 2013-03-06 13:25:03
对头
LZ把不确定关系理解成  不对易 就一定是完全不可同时测量
L_x,y,z间的对易关系和x,p间的对易关系不一样 后者对易子是常数 所以任何情况下都不可同时精确测量 前者的对易子是算符  不是常数 和态有关....

如果去掉关于“与不确定原理冲突”的论断,那么在|00>态下,是否可以完全确定三个分量的值呢,即j_x=j_y=j_z=0?我看上面的回答大多是否定的。
7楼2013-03-06 16:17:39
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4楼: Originally posted by janecool at 2013-03-06 09:18:15
这个只能得到z方向上的Jz=0,不能确定jx,jy

为什么呢?我感觉|00>中,第二个零不论代表什么方向都是可以的吧?所以,在此态下,所有方向的分量也都是零。
8楼2013-03-06 16:20:14
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10楼: Originally posted by flzhang at 2013-03-06 23:01:24
j_x=j_y=j_z=0
|00>是角动量的一维表示...

这就是说,我的观点还是部分正确的了。
12楼2013-03-07 10:32:25
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9楼: Originally posted by zhengyongyb at 2013-03-06 17:41:36
这种理解是错的啊,|00>中,第二个零表示jz=0的态与表示jx=0或jy=0的态是两个不同的本状态,这与自旋1/2的情况是一回事...

|00>中第二个0,在我们熟知的惯例下是取j_z=0,但是我们完全可以认为这也可以表示j_x=0,以至于任意的方向都可以。原因在于|00>很特殊。单粒子自旋1/2根本不会存在类似的情况,不过在双粒子总自旋单态下存在,即单态也可以表示成|00>。
13楼2013-03-07 10:36:55
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16楼: Originally posted by zhengyongyb at 2013-03-07 13:45:38
你如何证明<0,jx=0l0,jz=0>=1?...

这个等式不准确,应该是一个相位因子,即两个态只相差一相位,但相位在此应该可忽略。
17楼2013-03-07 14:56:31
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15楼: Originally posted by jeffwh at 2013-03-07 13:39:41
楼主,我问你一个问题:热量都是电磁波吧?所有的热运动本质是电磁波在物质之间的转移;化学物质能改变电磁波频率;电磁波都是粒子性的;电磁波的传播速度都是相等的,和频率没有关系;光是电磁波的一段;所有的电磁 ...

热量属于热力学和统计物理范畴,与电磁波没有直接的联系。热运动的本质,在热力学里,姑且算做大量粒子的无规则运动,至于更深的本质,我也不清楚。电磁波的速度,是与波长、频率相关的,因此频率也可以影响电磁波的速度,比如光在不同介质里的速度不同,其原因是介质改变了频率。电磁波与量子的关系,在目前的量子力学里可以统一在玻尔的“波粒二像性”,或者互补原理里,这个问题似乎也没有根本的回答。我个人倾向于场论的解释。
18楼2013-03-07 15:04:33
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21楼: Originally posted by zhengyongyb at 2013-03-07 17:41:27
但是这种情况不能同时确定三个分量才与不确定原理矛盾啊

怎么讲?
24楼2013-03-08 10:15:44
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23楼: Originally posted by faith··· at 2013-03-07 21:38:21
楼主的关于光在不同介质速度的不同是因为介质改变了频率的看法,兄弟我不赞同啊,应该是改变了波长吧,频率决定颜色,难道红光穿过玻璃的时候还能变成绿光或其它光···...

哈哈,是我没有细想,多谢指正。
25楼2013-03-08 10:18:39
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22楼: Originally posted by jeffwh at 2013-03-07 18:48:03
楼主,我没事就思考一个问题:
1、感觉所有的运动方式都是电磁波的运动导致的,微观粒子吸收光子或者电磁波以后就改变频率,我们观察到的红外辐射能不能解释成电磁波的传播,
2、电子的运动是不是可以解释成一定 ...

你的问题还真多啊!呵呵
这么说吧,现在理论物理的基本理论几乎解释了物质世界的一般规律(当然还有许多细节,或者新物理没有被发现)。按照目前的理论,所有的物质和相互作用(力)都可以由量子场论(粒子物理标准模型)来描述。因此,你思考的东西有一些是错误的。
第一,物理世界中不只是都是电磁波,还有许多其它的物质场和规范场。
第二,微观粒子按照有无质量,大体分为两类,无质量的一类如光子,有质量的就更多了,电子、质子等等。所有粒子吸收光子或电磁波改变的不一定是频率,更基本的是能量和动量。
第三,所有的运动都解释成量子的运动,这个可以理解成,量子场论可以描述整个物质世界;当然,这只是个比拟,不能看得太认真。
第四,单个量子可以测量,这是量子力学的内容,不过测量结果受到一定的限制,比如不确定原理。
第五,对于熵,我没有研究,所以不好下定论。
第六,引力和斥力,在目前的情况下,还无法纳入量子场论的范畴,一是,引力的量子化很难;二是斥力这个概念在目前的物理学中没有系统的研究。所以我也无法回答。
26楼2013-03-08 10:32:35
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