量子力学概述
最近闲来无事,好吧,主要是失恋了,暂时放弃了对世间美好的向往,而希望能够认识到更多世间的真理,能够见识什么是真实,故翻了翻《上帝掷骰子吗——量子物理史话》,算是科普一下,充实充实空荡荡的大脑,以下总结一下书中的量子论通俗解释。
量子论主要流派:哥本哈根解释、多宇宙、隐变量、系综、GRW、退相干历史
量子论的由来
说到量子论的历史,最早应该是对于光的争论,也即波粒二象性,当然,当时并没有发现波粒二象性,人们对光的本质争论早已有之,“微粒说”与“波动说”各执一词
波动说
麦克斯韦优美的方程式完美诠释了电磁的规律,并在此基础上预言了电磁波的存在,而赫兹则是用实验观测了电磁波的存在,并且发现光也是电磁波的一种,其干涉便是波最好的证明。
而我们知道,波的本质是介质的振动,好比声音,在水中、空气中乃至是固体中都能够传播,但在真空中便无能为力了。既然说光是波的一种,那光的传播需要什么介质呢?真空可是“什么都没有”啊!
于是人们假设了一种物质,“以太”,作为光的传播介质,看不见摸不着,当然,这个假设早已被精妙的实验证伪。
微粒说
微粒说的早期代表便是牛顿,他的《光学》用微粒说解释了种种光的现象,并对波动说进行了各种刁难。
普朗克常数
在研究黑体辐射问题时,维恩总结出了短波公式,瑞利-金斯公式则适用于长波公式,而普朗克在研究此问题时终于将其统一,得到了普适公式,思考公式背后的物理意义时,他的方程告诉他,必须假定,能量在发射和吸收的时候,不是连续的,而是一份一份的,而这,便是量子论的开始。
哥本哈根解释
波粒二象性与互补原理
粒子同时具有波与微粒的性质,而根据互补原理,粒子表现的性质取决于观察者的观测手段,呈现出不同的性质
不确定性准则
粒子的速度矢量p与位置矢量q不可能被同时精确测量,其误差必然有下界,即。
波函数
一个量子系统的量子态可以用一个波函数来完全表述,未观测时电子处于波函数的概率发散状态,也即叠加状态,而一旦观测行为发生,波函数就会发生坍缩,电子的位置固定。
多宇宙
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