一級結(jié)構(gòu)師基礎(chǔ)輔導(dǎo):量子論與原子結(jié)構(gòu)常見問題(1)

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1. 微觀粒子不受影響的條件下也沒有確定的位置和動量是嗎?不能確定是指沒法測?
    答:微觀粒子不存在具體的位置和動量,我們通常在實際中用來描述的位置和動量只是外界干預(yù)粒子后接受到的反饋信息?;蛘哒f是我們近似描述其某一方面的性質(zhì)的結(jié)果。
    2. 可怎么就知道無運動軌道了呢?看不見不等于沒有?。?BR>    答:軌道的概念是我們強(qiáng)加上去的,粒子只會在一定的空間以幾率形式存在。
    3. 可這個測不準(zhǔn)關(guān)系到底是什么?是說不可能同時而又準(zhǔn)確的測量微觀粒子的位置和動量。怎么扯到微觀粒子的自身運動上了呢?
    答:測不準(zhǔn)原理應(yīng)為不確定原理。微觀粒子的運動是其在空間幾率分布的一種宏觀表現(xiàn)形式。
    4. 另外數(shù)學(xué)式中的大于號是什么意思?老師上課講題時,算出Δx≥10(-8次方)m,100m也滿足啊,怎么證明測量誤差小呢?
    答:數(shù)學(xué)式表示是不確定原理具體到某些情形的表述,不確定原理只是反映了測量的小誤差,其遠(yuǎn)小于實際測量的誤差。
    5. 那老師上課時用來說明測不準(zhǔn)原理的圖(即以光子使電子動量改變導(dǎo)致測不準(zhǔn)),并不能反映實質(zhì)了?即不測也不準(zhǔn)?
    答:關(guān)于測不準(zhǔn)原理與測量的關(guān)系,可作如下說明:
    從原理上講,Heisenberg測不準(zhǔn)原理是由de Broglie波粒二象性導(dǎo)出的。所以它的導(dǎo)出不需要借助于實驗。但是為了說明這個關(guān)系式,幾乎所有的教材都會引用一個實驗類比,來進(jìn)一步說明這個不等式的物理意義。
    對于上述原理我們可以設(shè)計一個實驗來檢驗它。因為觀察一個物體,要求光波的波長至少要等于物體的大?。ㄟ@樣才能看到物體),即lamda <= delta X。且deltaP 與 h/lamda處于同一數(shù)量級。因此同樣有測不準(zhǔn)原理。以上只是簡單推導(dǎo),精確推導(dǎo)比這個略為復(fù)雜一些。
    作為實驗類比本身而言,沒有任何問題,它再確認(rèn)了測不準(zhǔn)原理。但是這個實驗往往會給學(xué)生一個印象:測不準(zhǔn)是因為受實驗條件限制,或技術(shù)不夠先進(jìn),將來還是有可能測得準(zhǔn)的。所以以前也經(jīng)常有同學(xué)會問:“沒法測就說測不準(zhǔn),這合理嗎?”其實愛因斯坦也有過類似疑問,他甚至設(shè)計了另外一個實驗來否定這個原理。但是迄今為止的實驗觀察和理論分析都符合上述原理,因此目前大多數(shù)人已經(jīng)接受哥本哈根的解釋,即這是微觀粒子的本質(zhì)。