如何理解量子力學的測不准原理?

時間 2021-05-29 23:13:02

1樓:根正苗紅的蘿蔔乾

首先是你那句「那不是廢話嗎?」,其實不是廢話,經典力學體系當中,乙個動點的瞬時位置和瞬時動量是可以同時確定的。譬如乙個運動的點x=vt,在t1時刻它的位置就是vt1,動量是mv。

這似乎沒有任何問題。

但是在量子力學裡,微觀世界下,物質動量很小,呈現波動性,要測量乙個物質的波,有如下關係:ΔtΔv≥1,可以推導得到ΔxΔp≥h,當在微觀條件下,x很小,h不可以忽略不計,要精確測x,即x的不確定度Δx→0,這時Δp→+∞,即無論如何不可能精準測出p,也就是不能精準測出速度。

而推廣到經典體系裡,事實上想要無限度精準測量x時,速度也是無法確定的,但我們不妨取乙個在巨集觀世界裡精度極高的數:Δx=0.0001,通過ΔpΔx≥h計算出p的不確定度在10^(-25)量級,這個數值小到可以忽略不計,因此在經典體系裡我們認為位置和動量(速度)是可以同時確定的

2樓:Wejish Zeng

在經典力學中,物體在某一時刻的位置和速度是確定的。不存在什麼要物體靜止才能確定物體位置的說法,同時測得物體的位置與速度並不矛盾。物體的位置與速度包含了所有的機械運動資訊。

當然在現實中我們對這兩個物理量的測量存在誤差,但在經典力學的視角裡,兩者的測量誤差是可以通過不斷的在同一條件下進行越來越精密的測量而無限縮小的,這就是我們認為物體的這兩個物理量在某一時刻都是確定的原因。

而在量子力學中,物體的運動狀態用波函式描述,波函式本身包含物體機械運動的全部資訊,物體的位置與速度是作為力學量出現的,可以根據物體的波函式得出,但在這種情況下,我們只能得到物體位置與速度的概率分布,這體現的是物體波粒二象性的本質。但在單獨的一次實際測量中我們是可以同時得到物體的位置與速度的測量值,但就像之前描述的一樣,我們要得到位置與速度的實際值,必須進行多次精確的測量,不確定性原理指出ΔpΔx≥h/4π。其中Δp與Δx指的是測量資料的標準偏差,也就是說無論我們測量幾次,測量手段多精確,動量與位置的測量值的標準偏差之積都大於乙個常數

也就是量子力學中物體的位置與速度的實際值只有有限的意義,這是量子力學中物體的運動狀態完全由波函式描述所導致的必然結果。

3樓:physizs

然而經典力學就是認為物體同時具有確定的位置和速度,你的問題其實跟量子力學沒關係,關鍵是你不認同某一確定時刻物體是運動的,是具有速度的,這是飛矢不動的問題

4樓:萬有理論

一輛汽車行駛在路上,某一時刻汽車的位置可以在某種座標系下寫出來,在這個位置下汽車的速度和質量你都可以知道,於是動量和位置同時得知。

關於測不准原理請看下文。

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