大家怎样理解量子化这样事,如何看待或理解量子化的概念的影响或者意义

2020-11-22 11:21:53 字数 5933 阅读 2463

1楼:匿名用户

12天满星美髯公朱仝13天孤星花和尚鲁智深

如何看待或理解量子化的概念的影响或者意义

2楼:独酌酌酌

量子力学的过程都是概率性的,量子力学中描述的围观体系用一个态矢量来表述,一般这个态矢量可以表示成某个可观测量的不同的本征值对应的本征矢的线性叠加.你对微观体系的一次测量就破坏了体系原来的态,使之跃迁到你所观测的量的一个本征态,并得到确定的本征值.一次实验只能得到一个本征值,至于哪个本征值会被测得,我们事前无法预料,只能计算出一个本征值出现的概率.

就你的问题而言,仪器与围观体系作用就是一次测量,微观粒子的状态可以用空间波函数来描述,而波函数的模平方就是对应本征值的几率大小.

大家说说怎么理解量子力学

3楼:

建议先找本科普的读一下,“上帝掷骰子吗:量子物理史话”曹天元 ,网上也有。

怎样理解电子运动的量子化特性?

4楼:匿名用户

比如电子运动没有固定轨迹,只是量子态的概率云,位置是随机的。电子在能级跃迁时也呈量子特性,只能在不同能级上跃迁,在能级间没有分布

什么是虚时间,如何理解呢?还有相对论和量子力学有何冲突?

5楼:匿名用户

先解释什么是虚时间,虚时间属于量子力学描述的微观时空,从数学上讲引入虚时间的变量可以解释一些方程和现象,比如反物质、暗能量等,从物理学的哲学观点来看,虚时间应该是组成物质的时空的一个维度,是不断变化的对粒子形成泯灭相关的时间维度。正所谓万事万物存在正负虚实的状态。

量子力学和相对论可以说水火不相容,主要表现在广义相对论与量子力学,一个认为空间是光滑的,量子论认为空间是嘈杂混沌一片的,广论认为光速不可超,量子论则有纠缠特性超光速。最主要的矛盾是广义i相对论的量子化产生物理学的无穷量,也就是广论量子化根本不可能。多少年来为了统一量子力学和广义i相对论集合了地球上太多最聪明的大脑,但还是没有成功,或许宏观的广论,微观的量子论分管着不同的宇宙。

6楼:匿名用户

你懂量子力学和相对论的话就很好解释了。大家都知道,非相对论性量子力学是与宏观的经典力学相对应的,整合成一句话就是由经典的哈密顿量作为时间演化算符的无穷小生成元来决定体系的演化。而由相对论的观点这就不对了,很明显的缺陷就是:

1,薛定谔方程的对时间和空间是不对称的;2,相对论中的能量也和经典的能量不一样。

解决第一个问题有两个思路:1 将时间也和坐标一样作为算符来对待,时间t算符作用在一个态上得到的是粒子的固有时间。这就是现在大一统理论——弦理论的思路,非常繁琐,发展的也还不太健全,属于科研前沿课题。

2 将空间坐标和时间一样当成参数,不当算符,这就构成了现在已经很成熟的量子场论,用于解决除了引力场以外的所有相互作用的场都可以得到非常满意的结果,可以说是非常优美非常完善的理论了,非常强大,基本是从事各个领域理论物理研究的必修课程。

第二个问题很好解决,直接用相对论中的能量代替经典的能量,用平方的话就可以的到klein-gordon方程量子化得到klein-gordon场,但有负能问题。所以狄拉克把能量在自旋空间用泡利矩阵写成矩阵形式,得到dirac方程。这样一下就用相对论性量子力学解释了自旋的由来。

就是由于相对论相应导致的。之后就是各种量子化方法解决各种粒子的问题,感兴趣再交流吧。

总体来说,除了引力场以外,量子力学和相对论已经非常完美的融合在很多很多领域了,而且可以解释绝大多数的基本粒子的现象。他们的结合体量子场论其实还在继续发展,如解决多体问题需要统计学知识,所以就有了统计量子场论用于解决多体问题,是理论凝聚态物理的基础。可以说量子力学和相对论已经统一的很好了,而且已经用在很多领域取得了非凡的成就,就差引力场不能量子化了,算是最后一个矛盾的点了吧,解决这个问题的希望基本就在弦理论上了。

量子场论能解释的问题弦理论基本都能解释,但是要复杂很多很多,弦理论还在发展之中。最后说点个人的看法吧,弦理论相对于量子场论就像是量子力学的路径积分形式对于薛定谔方程形式一样,后者简单实用,但前者更有理论深度更为强大。

至于虚时间就很简单了,就是从数学上在第四维引入这么一个概念为了方便而已,因为这样时空的度规矩阵是单位矩阵,闵可夫斯基空间就可以用普通的欧几里得空间去理解。但是其实也有几本很好的量子场论书里是不用虚时间,就用实的,换个度规矩阵而已,所以不用太在意,也不是像楼上所说引入虚时间才解释的反物质什么的,只是为了数学的方便而已,相对论性的量子力学就可以解释反物质了,和你引不引入虚时间没有关系。

希望能对楼主有帮助。

原子和原子核的能量都是“量子化”的,这句话怎么理解

7楼:匿名用户

首先要理解什么是量子化:在经典物理学中,对体系物理量变化的最小值没有限制,它们可以任意连续变化。但在量子力学中,物理量只能以确定的大小一份一份地进行变化,具体有多大要随体系所处的状态而定。

这种物理量只能采取某些分离数值的特征叫作量子化。

原子和原子核的能量就是属于以确定的大小一份一份地进行变化,所以也是量子化的。

8楼:匿名用户

原子内部的~甚至小微粒之间力的作用都不能这么计算,他们不符合经典物理!电子的运动和原子的运动都是概率分布~力的方向和运动方向的指向也和经典物理不一样

量子力学简单来说是怎么回事?

9楼:

给小学生看量子力学???

大学生都不一定看得懂量子力学。

简单来说,量子力学讲得就是小到肉眼看不见,同时有快到肉眼看不见的那些小粒子们的事儿。

它们很神奇,你知道他位置的话,就不知道它的速度,知道它的速度,就不知道他的位置(测不准原理)。他们你不看他的时候,他是一个样,你观察他的时候,他马上又变成另外一个样,所以,你永远不知道他原本是什么样的(薛定谔的猫理论)

量子的不确定性是怎么证明的?

10楼:匿名用户

量子的不确定性是通过一些实验来论证的。比如:

用将光照到一个粒子上的方式来测量一个粒子的位置和速度,一部分光波被此粒子散射开来,由此指明其位置。但人们不可能将粒子的位置确定到比光的两个波峰之间的距离更小的程度,所以为了精确测定粒子的位置,必须用短波长的光。

但普朗克的量子假设,人们不能用任意小量的光:人们至少要用一个光量子。这量子会扰动粒子,并以一种不能预见的方式改变粒子的速度。

所以,简单来说,就是如果要想测定一个量子的精确位置的话,那么就需要用波长尽量短的波,这样的话,对这个量子的扰动也会越大,对它的速度测量也会越不精确;如果想要精确测量一个量子的速度,那就要用波长较长的波,那就不能精确测定它的位置 。

扩展资料

在量子力学中常见不确定性有关于坐标和动量之间和时间与能量之间的不确定关系。其实,对于任何两个不对易的物理量均不能同时确定其确切值。这是与测量无关的,这是微观世界的本质问题。

不要试图通过测量之类的方法来解释不确定性,任何有关测量的手段都会引入新的误差,可误差与不确定性是存在本质的区别的。另外,对于宏观世界中并不能观察到不确定性之类的现象,这是与可观察的测量精度有关的,因而仅是在微观世界比较明显。

11楼:匿名用户

测不准关系的简单导出:

我们知道,在实验中波的波长是无法直接测量的,一般采用的是“拍”的方法。比如要想侧量一个震幅恒定,频率为v1的波长,侧可以去取一频率已知的波长v2与之发生干涉,即形成一个“拍”

从干涉的性质和对叠加波的数学分析(傅立叶变换)可以知道,要观察到一个拍,至少要需要1/dv 的时间 dv=|v1-v2| .即我们得到这样的关系:

dt>=1/dv (1式) ,道理上也很好理解,想知道一个波的波长至少应当观察其一个周期的时间 1/v1 1/v2 ,那么两个波干涉后最小的频率(波峰波谷削弱处)因当是|v1-v2|,所以观察一个拍的最小时间应当是1/dv

设波速为u 则在dt时间所走过的路程为dx=udt,带入上面的关系,则有:dx/du>=1/dv 又因为v=u/λ ,则dv=(u/λ^2)*dλ 所以便得到:

dxdλ>=λ^2 (2式)

我们同时应当知道量子力学的重要关系,德布罗意物质波关系式:

λ=h/p λ是波长,p是物体的动量,h是普朗克常数h=6.62*10^-34js

意义就是任何物体的波长(物质波)等于普朗克常数比该物体的动量。你可以算算自己跑步时的波长,是一个很小的数。同时德布罗意关系也表达了一个概念,任何运动的物质都有波长了,把经典物理中原本不相干的波和质点联系在一起。

明白了德布罗意关系,我们从式λ=h/p可得到dλ=dxdph/p^2,带入2式,可以得到:dxdλ=dxdph/p^2>=λ^2 dxdp>=(λp)^2/h=h^2/h=h

即:dxdp>=h

dxdp>=h 即为测不准关系的表达式。dx,dp 代表位置、动量测量的不确定度,h为普朗克常数。 其意义是,位置和动量测量的不确定度的乘积不小于普朗克常数。

从数学关系可以看出两个部确定度成反比,即dx越小(代表位置测量越精确),dp就越大,反之亦然。想要确定测量一个量,比如位置,就要求dx趋于零,那么dp就会趋于无穷大。

对于理解测不准关系,你可以这样形象的想象一下(注意,很不严谨,仅仅是帮助你想象)。要想测量一个粒子的位置和动量,就必须将其限制在一定范围内才可以测量。想象测量玻璃珠时要用两个尺子将其夹住,然后才能确定其位置)。

想要精确测量粒子的位置,就要求尺子越小越好,和粒子靠得越近越好。但是由于任何粒子都是具有波动性的,当尺子间的距离小到一定程度时,粒子就很容易绕过尺子,从而变得无法测量了。

12楼:

从你的问题看来你因该很=不是物理专业的,那么我可以和负责任地的告诉你没有相关的专业知识要理解测不准关系恐怕是很困难的。想用通俗的方法说清楚如果证明的恐怕是不可能的。不过我就我所知道的尽量简单的回答,希望能对你有所帮助。

测不准关系的简单导出:

我们知道,在实验中波的波长是无法直接测量的,一般采用的是“拍”的方法。比如要想侧量一个震幅恒定,频率为v1的波长,侧可以去取一频率已知的波长v2与之发生干涉,即形成一个“拍”

从干涉的性质和对叠加波的数学分析(傅立叶变换)可以知道,要观察到一个拍,至少要需要1/dv 的时间 dv=|v1-v2| .即我们得到这样的关系:

dt>=1/dv (1式) ,道理上也很好理解,想知道一个波的波长至少应当观察其一个周期的时间 1/v1 1/v2 ,那么两个波干涉后最小的频率(波峰波谷削弱处)因当是|v1-v2|,所以观察一个拍的最小时间应当是1/dv

设波速为u 则在dt时间所走过的路程为dx=udt,带入上面的关系,则有:dx/du>=1/dv 又因为v=u/λ ,则dv=(u/λ^2)*dλ 所以便得到:

dxdλ>=λ^2 (2式)

我们同时应当知道量子力学的重要关系,德布罗意物质波关系式:

λ=h/p λ是波长,p是物体的动量,h是普朗克常数h=6.62*10^-34js

意义就是任何物体的波长(物质波)等于普朗克常数比该物体的动量。你可以算算自己跑步时的波长,是一个很小的数。同时德布罗意关系也表达了一个概念,任何运动的物质都有波长了,把经典物理中原本不相干的波和质点联系在一起。

明白了德布罗意关系,我们从式λ=h/p可得到dλ=dxdph/p^2,带入2式,可以得到:dxdλ=dxdph/p^2>=λ^2 dxdp>=(λp)^2/h=h^2/h=h

即:dxdp>=h

dxdp>=h 即为测不准关系的表达式。dx,dp 代表位置、动量测量的不确定度,h为普朗克常数。 其意义是,位置和动量测量的不确定度的乘积不小于普朗克常数。

从数学关系可以看出两个部确定度成反比,即dx越小(代表位置测量越精确),dp就越大,反之亦然。想要确定测量一个量,比如位置,就要求dx趋于零,那么dp就会趋于无穷大。

对于理解测不准关系,你可以这样形象的想象一下(注意,很不严谨,仅仅是帮助你想象)。要想测量一个粒子的位置和动量,就必须将其限制在一定范围内才可以测量。想象测量玻璃珠时要用两个尺子将其夹住,然后才能确定其位置)。

想要精确测量粒子的位置,就要求尺子越小越好,和粒子靠得越近越好。但是由于任何粒子都是具有波动性的,当尺子间的距离小到一定程度时,粒子就很容易绕过尺子,从而变得无法测量了。