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量子力学中最经典的一个例子——薛定谔的猫

更新时间:2024-02-29 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

薛定谔的猫是量子力学最经典的例子之一。这篇每日文章将讲解这个实验以及量子力学的相关内容。RCe物理好资源网(原物理ok网)

part.1part.1part.1:实验简介: 准备物品(主要): 开始实验:RCe物理好资源网(原物理ok网)

将以上所有物品放入密封容器中(组装方式如上图所示)。 有几率发生镭衰变,也就是说猫有一定的几率死亡(根据清单中的注释,相信不难理解为什么)RCe物理好资源网(原物理ok网)

而在量子力学中RCe物理好资源网(原物理ok网)

放射性镭处于两种状态的叠加:衰变和未衰变。RCe物理好资源网(原物理ok网)

这导致:RCe物理好资源网(原物理ok网)

那只猫处于两种状态的叠加:活猫和死猫! ! !RCe物理好资源网(原物理ok网)

生与死量子物理学基础学科,强颜欢笑RCe物理好资源网(原物理ok网)

但生活中的正常生物不会出现这种情况。RCe物理好资源网(原物理ok网)

由此,这个实验被称为量子力学的起源。RCe物理好资源网(原物理ok网)

第 2 部分:第 2 部分:第 2 部分:量子力学概述:RCe物理好资源网(原物理ok网)

量子力学( )是物理学的一种理论,是研究物质世界中微观粒子运动规律的物理学分支。 主要研究原子、分子、凝聚态物质以及原子核和基本粒子的结构和性质的基本理论。RCe物理好资源网(原物理ok网)

它与相对论一起构成了现代物理学的理论基础。现代物理学的两个烧脑基础RCe物理好资源网(原物理ok网)

量子力学不仅是现代物理学的基础理论之一,而且广泛应用于化学等学科和许多现代技术中。RCe物理好资源网(原物理ok网)

原因:RCe物理好资源网(原物理ok网)

19世纪末,人们发现旧的经典理论无法解释微观系统。 于是通过物理学家的努力,量子力学在20世纪初诞生了,用来解释这些现象。RCe物理好资源网(原物理ok网)

一些有趣的例子RCe物理好资源网(原物理ok网)

当然,量子力学博大精深。 如果你认真研究它,你会吐血,深刻了解它的奥秘。 因此,这里举几个经典的例子,帮助你更通俗地理解量子力学,而不至于在第一次看到复杂的公式后失去兴趣。RCe物理好资源网(原物理ok网)

eg1:黑盒子里的电子RCe物理好资源网(原物理ok网)

假设一个不透明的盒子里有一个电子,如图RCe物理好资源网(原物理ok网)

但事实上,它的具体位置是看不到的。RCe物理好资源网(原物理ok网)

但似乎每个人都这么认为。RCe物理好资源网(原物理ok网)

换句话说,伴随电子的概率波均匀分布在盒子中。RCe物理好资源网(原物理ok网)

什么是概率波?RCe物理好资源网(原物理ok网)

概率波是物质波,是指空间中某一点在某一时刻可能发生的概率。RCe物理好资源网(原物理ok网)

举一个生动的例子:虽然你现在坐在电脑前,但你仍然有可能在火星上,但概率很小,不可能被观测到。RCe物理好资源网(原物理ok网)

可以看作是该点未来运动的可能轨迹。RCe物理好资源网(原物理ok网)

现在量子物理学基础学科,假设一块木板落在盒子的中间。RCe物理好资源网(原物理ok网)

此时,黑匣子被均匀地分成了两部分。RCe物理好资源网(原物理ok网)

根据常理,我们知道电子要么在这里,要么在那里(电子很小,不考虑切割)RCe物理好资源网(原物理ok网)

然而哥本哈根又说:概率波仍然均匀分布在两端。RCe物理好资源网(原物理ok网)

这意味着在黑匣子的两侧找到电子的概率相等。RCe物理好资源网(原物理ok网)

但一旦人们观察内部(并看到电子的位置),波函数就会崩溃。RCe物理好资源网(原物理ok网)

波函数塌缩?RCe物理好资源网(原物理ok网)

我们可以把这张图看成(这样比较靠谱): 也可以这样理解:RCe物理好资源网(原物理ok网)

几个概率波一起发展。 一旦其中一个被观察到(被验证),其他的就会减少(观察到的概率波为1),这就是崩溃。RCe物理好资源网(原物理ok网)

这时,电子不再以“概率”的形式体现,而是实际存在的。RCe物理好资源网(原物理ok网)

这时候,如果我们关上盒子,停止观察,由于我们已经确认了电子的位置,并且有隔断,那么这对概率波就会立刻充满电子所在的区域。RCe物理好资源网(原物理ok网)

到这里,实验大概就结束了。RCe物理好资源网(原物理ok网)

但物理学家保罗·戴维斯以一种更简单的方式进行了实验。RCe物理好资源网(原物理ok网)

假设分区两侧都有一个电子“幽灵”RCe物理好资源网(原物理ok网)

这时,观察者只要看到任何一个,他就会变成一个真正的电子,而另一个就会消失。RCe物理好资源网(原物理ok网)

哥本哈根:RCe物理好资源网(原物理ok网)

我注意到上面的文章中很多提到了哥本哈根,所以我就简单介绍一下。RCe物理好资源网(原物理ok网)

因为除了地名之外,我还上网搜索了视频。RCe物理好资源网(原物理ok网)

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