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如果我能违反测不准原理,可以同时测出粒子的动量和位置会怎么样

时间: 2021-09-12 17:00:45 | 来源: 喜蛋文章网 | 编辑: admin | 阅读: 90次

如果我能违反测不准原理,可以同时测出粒子的动量和位置会怎么样

为什么无法同时测准一个粒子的位置和动量?

由于量子力学的一个非常特殊的结果,物理量的测量过程会影响系统的状态。传统上,如果您建立实验并尝试测量粒子的位置,那么该实验的结果将不会影响其他物理量,例如动量或能量,也就是说,它们在实验前后都相同。因此,您可以轻松,精确,轻松地以相同的方式精确地测量所有物理量。但在量子力学中存在着不确定性原理,即一个粒子在给定的时间内不可能同时有明确的位置和明确的动量。

但是在量子力学中发生了一些非常奇怪的事情。假设您有一个处于动量本征态的粒子[从数学上讲,它只是平面波exp(ikx)]。这意味着可以精确地确定粒子的动量,p =(h / 2pi)* k,但其位置完全是随机的或不确定的。现在,如果您再次建立一个测量粒子位置的实验,比如说使光束入射,那么将得到位置,但是现在粒子的动量将是未知的,因为光子会传递粒子的动量现在不会是(h / 2pi)* k。

从理论上看,统计解释预测,如果您测量一个可观测的Q,则测量的结果将是Q的特征值之一,并且测量后的系统状态将是与Q的结果相对应的Q的本征态。测量。因此,如果实验的结果为x',则实验后粒子的状态为| f>由X | f> = x'| f>给出(其中X表示位置算子)。一个位置本征态及其位置是精确确定的,但动量是完全随机的。

类似地,如果粒子处于既不是位置也不是动量本征态的状态,则它们都不是完全确定的,并且遵循不确定性关系具有不确定性。对于一个量子(非常小)物体,你不能同时以任意精度测量位置和动量。你越精确地确定它的位置,它的动量就越不确定,反之亦然。不确定性原理并不是说我们不能同时测量位置和动量,而是不可能同时有明确的位置和明确的动量。

因为根据不确定性关系,两者是相反的,永远不可能同时测量准确。
无法测准一个粒子的位置和动量,是因为粒子本身就是不规矩的进行活动的,而且粒子活动的游离速度很快,所以是无法精确的测量粒子的位置和动量的。
量子力学会告诉你,大多数情况下粒子不具有确定的位置,也不具有确定的动量。 简单来说,粒子位置和动量不相关,而且粒子这两个量转变都是瞬时的。
无法同时测准一个粒子的位置和动量,是因为粒子是一种不稳定的物质,随时随地都在变化,以人类现在的科技无法测准!

为什么根据海参堡的测不准原理,不可能同时测量准确粒子的位置和动量……

为什么根据海参堡的测不准原理,不可能同时测量准确粒子的位置和动量,也不可能同时测量准确它的能量和存在时间?
`我大一学的这本书有解释
马文蔚主编 高等教育出版社出版的<物理学教程>下册 182页
如果看不懂,就找本量子物理学的书看看,看不懂,就只有上课专心听老师讲咯

不可能同时测得一个粒子的位置与动量.位置测得越准,动量就越不准,反之亦然,那这说明了什么问题呢

这是量子力学的科普解释。

我可以给你举一个“测不准原理”的应用,与我们经典的认识大相径庭。设想让一束电子通过一个小缝后打到一个屏上,如果你把电子看成是经典的小球的话,那在屏幕上我们应该只能在与小缝对应的位置上才会发现有电子飞来。但实验却发现屏幕上电子的分布是弥散的,就好像电子束是一列波,通过小缝后发生了衍射一样(这也叫波粒二象性)。用“测不准原理”来解释就是电子在通过小缝时位置被约束了(虽然这里并没有测量),那么它的动量就会有很大的不确定性(进入小缝前动量是确定的),横向的速度会有一个分布区间,电子束也就分散开了。

高中物理问题:有人说:“在微观物理学中,由于我们不可能同时准确地知道某个粒子的位置和动量,粒子出现

位置是无规律可循的。”请你对以上说法做出评论。rn~江苏高中物理选修3-5 第45页
In quantum mechanics, the Heisenberg uncertainty principle states that certain pairs of physical properties, like position and momentum, cannot both be known to arbitrary precision. That is, the more precisely one property is known, the less precisely the other can be known. This is not a statement about the limitations of a researcher's ability to measure particular quantities of a system, it is a statement about the nature of the system itself as described by the equations of quantum mechanics. According to the uncertainty principle, it is, for instance, impossible to measure simultaneously both position and velocity of a microscopic particle with any degree of accuracy or certainty.

In quantum mechanics, a particle is described by a wave. The position of the particle is regarded as being where the wave amplitude is greatest and the momentum is determined by the wavelength. The position is uncertain to the degree that the wave is spread out (well-defined wavelength), but the momentum is certain (well-defined) only to the degree that the wavelength is well-defined. Thus, position and momentum for a particle have opposite requirements for good definition, so that both position and wavelength cannot simultaneously be well-defined.

The only kind of wave with a definite position is concentrated at one point, and such a wave has an indefinite wavelength. Conversely, the only kind of wave with a definite wavelength is an infinite regular periodic oscillation over all space, which has no definite position. So in quantum mechanics, there are no states that describe a particle with both a definite position and a definite momentum. The more precise the position, the less precise the momentum.

The uncertainty principle can be restated in terms of measurements, which involves collapse of the wavefunction. When the position is measured, the wavefunction collapses to a narrow bump near the measured value, and the momentum wavefunction becomes spread out. The particle's momentum is left uncertain by an amount inversely proportional to the accuracy of the position measurement. The amount of left-over uncertainty can never be reduced below the limit set by the uncertainty principle, no matter what the measurement process.

This means that the uncertainty principle is related to the observer effect, with which it is often conflated. The uncertainty principle sets a lower limit to how small the momentum disturbance in an accurate position experiment can be, and vice versa for momentum experiments.

A mathematical statement of the principle is that every quantum state has the property that the root mean square (RMS) deviation of the position from its mean (the standard deviation of the X-distribution):

times the RMS deviation of the momentum from its mean (the standard deviation of P):

can never be smaller than a fixed fraction of Planck's constant:

Any measurement of the position with accuracy collapses the quantum state making the standard deviation of the momentum larger than .
粒子的波动性和测不准原理,都是量子力学给出的,是具有统一的关系的。事实上,测不准原理可以从量子力学的物质波动方程--薛定谔方程直接推导出来。

上面的那句话,前面半句是正确的,我们不可能(同时)(准确地)知道某个粒子的位置和动量。同时 和 准确地 这两个词用得很合适
但是,后半句是错的。我们无法准确地同时知道这两个量,但是粒子的位置还是有规律可循的。这就是量子力学给出的概率波解释,我们不可能准确地知道某个粒子的位置,但是我们可以知道某个粒子出现在空间各处的概率分布。注意,“测不准”不是“不能测”。虽然没有确切位置和确切动量,但是粒子可能的位置以及出现在这些位置的概率,粒子可能的动量以及具有这些动量的概率,都是可以知道的。所以“无规律可循”是不正确的,只是规律不足以精确到让我们知晓其确切位置和动量而已。
这句话似乎有点问题哦,你所说的这句是谈论“测不准原理”的,所谓的测不准原理更合理的解释即是由于测量和观察的极限(当时间和位置变化非常小,以至于用于观察的环境和仪器做的再精密也无法准确测量,及所谓的极限)。但粒子的位置是和栋梁是有确定指的,只不过我们不等得出精确值而已。

至于说粒子出现的位置无规律可循,其原因不是测不准原理,而是由于物质的波动性。在微观物理学中,所有的粒子都具有波动性(宏观物体也有,只是相当微弱而忽略不计),因此粒子在某一位置出现只能是概率性的,而不是确定性的,也即例子出现的位置无规律可循。

总的来说,你上面的两句话都是正确的,但是前后两句是彼此独立的,不存在因果关系。就是说不是因为不能测出位置和动量,造成了粒子位置的无规律可循。也不是因为粒子位置无规律可循,造成了我们不能同时准确地知道某个粒子的位置和动量。

相关方面的内容需要有量子物理的知识来解释,如果你有兴趣可以看看这方面的科普书籍,专业的量子力学是不适合中学生看的。
不准确
不能用决定论来描述
不过可以通过研究用概率来描述

有人说:“在微观物理学中,由於我们不可能同时准确地知道某个粒子的位置和动量,粒子出现的位置是

无规律可循的。”请你对以上说法做出评论。
这句话是错误的,我们虽然不能准确的知道某个粒子的位置和动量,但是我们可以判断大量粒子的普遍规律,微观粒子可以通过统计学中关于频率和概率的方式进行研究,通过掌握大量粒子运动的普遍规律,来研究粒子的运动情况,用散点图标识粒子的位置,用线描述粒子的无规则运动,并对粒子出现的位置进行推断。 所以,微观粒子出现的位置也是有规律可循的。所谓,测不准,也只是由于我们现在没有时间和精力去研究,这充分体现了世界的变化莫测。
注意,微观粒子是因为其重力太小,相互吸引、排斥作用不够,才在宇宙空间中做无规则(其实也有其规律可循)运动的。
以上说法是测不准原理的结论,由于没有一个很好的物理理论,去解释其中的物理现象,不明白粒子为什么会有波的性质。如果知道了粒子为什么会有波的性质,就可以解决其中的奥秘。
规律是有的(统计学规律),只是不可观测而已,或者说叫:测不准原理。
测不准原理。你对一个微观粒子的测量 这一事件本身,就影响了这个粒子的状态

比如,你要观测一个物质在什么地方,要有光子传播你才能观测吧。
但是这个光子遇到的这个粒子,就给了这个粒子能量,粒子的速度就瞬间变大了。所以你测了位置,速度就位置了。
文章标题: 如果我能违反测不准原理,可以同时测出粒子的动量和位置会怎么样
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文章标签:动量  测出  我能  粒子  不准
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