您的位置 首页 经验分享

海森堡不确定性原理(不确定关系2个公式用法)

测不准原理是什么意思?

测不准原理是量子力学中的一个基本概念,也称为海森堡测不准关系或海森堡不确定性原理。它指出,在量子物理中,对于某个粒子的一些物理量(如位置和动量、时间和能量等)进行测量时,由于对其测量的干扰,粒子本身所具有的这些物理量将不能同时被完全确定或者测量得到。

具体来说,测不准原理可以用一个公式来表示: Δx × Δp ≥ h/4π ,其中 Δx 表示位置的不确定度,Δp 表示动量的不确定度,h 为普朗克常数。这个公式表明了在同一时刻内,如果我们精确地测量粒子的位置,则其动量的不确定度就会增加;反之,如果我们精确地测量粒子的动量,则其位置的不确定度就会增加。

因此,测不准原理告诉我们,在量子物理中,存在着一种不确定性和相互制约的关系,即我们无法同时精确地测量粒子的多个物理量。这个原理在研究微观世界中的量子效应、电子行为等方面有着广泛的应用。

化学中不确定原理的意义?

一、不确定性原理的物理意义

抛开不确定原理的哲学争议,我们来考虑不确定性原理的物理意义。首先要考虑清楚的是,不确定性原理刻画的对象是什么?是粒子的内禀属性吗?我们都知道不确定性原理在不同粒子(甚至不同种粒子)上的表现都是相同的,因此不确定性原理和粒子的内禀属性无关。

我们看看坐标-动量不确定关系:[公式],显然它刻画的是坐标-动量相空间,并且与粒子无关(注1)。如果我们把[公式]看作坐标空间的尺度,[公式]看作动量空间的尺度,那么坐标-动量不确定关系的含义是:坐标-动量相空间是量子化的,并且最小体积元是h尺度。

同样的,对于时间-能量不确定关系:[公式],它与粒子无关。把[公式]看作时间的尺度,[公式]看作能量的尺度,也称 t~E 空间为时间-能量相空间,那么时间-能量不确定关系的含义是:时间-能量相空间是量子化的,并且最小体积元是h尺度。

更一般地,如果对于某个坐标A,由于A的平移对称性导致的守恒量为B,那么都存在不确定关系:[公式]。把 A~B 空间称为A-B相空间,那么对应的不确定性关系的含义是:A-B相空间是量子化的,并且最小体积元是h尺度。从这个意义上看,不确定关系的深层原因也许可以从坐标及其平移守恒量的关系中寻得。

读者自行可以将上述结论具体化到旋转角度和角动量上。

归纳为起来,不确定原理刻画的是相空间的特征,与粒子无关。它的含义是:相空间是量子化的,并且最小体积元是h尺度。

不确定性原理的定律定义

不确定性原理由海森堡于1927年提出,这个理论是说,你不可能同时知道一个粒子的位置和它的速度,粒子位置的不确定性,必然大于或等于普朗克斯常数除于4π,这表明微观世界的粒子行为与宏观物质很不一样。接下来,不确定原理涉及很多深刻的哲学问题,用海森堡自己的话说:“在因果律的陈述中,即‘若确切地知道现在,就能预见未来’,所得出的并不是结论,而是前提。我们不能知道现在的所有细节,是一种原则性的事情。”

什么是海森堡不确定性原理

定律定义:德国物理学家海森堡1927年提出的不确定性原理是量子力学的产物。这项原则陈述了精确确定一个粒子,例如原子周围的电子的位置和动量是有限制。这个不确定性来自两个因素,首先测量某东西的行为将会不可避免地扰乱那个事物,从而改变它的状态;其次,因为量子世界不是具体的,但基于概率,精确确定一个粒子状态存在更深刻更根本的限制。

关于量子力学不确定性原理

不确定性原理是由海森堡于1927年提出,这个理论是说,你不可能同时知道一个粒子的位置和它的速度,粒子位置的不确定性,必然大于或等于普朗克常数除于4π,这表明微观世界的粒子行为与宏观物质很不一样。

接下来,不确定原理涉及很多深刻的哲学问题,用海森堡自己的话说就是在因果律的陈述中,即若确切地知道现在,就能预见未来,所得出的并不是结论,而是前提。我们不能知道现在的所有细节,是一种原则性的事情。

对不确定性原理的解释,就是如果要想测定一个量子的精确位置的话,那么就需要用波长尽量短的波,这样的话,对这个量子的扰动也会越大,对它的速度测量也会越不精确;如果想要精确测量一个量子的速度,那就要用波长较长的波,也就不能精确测定它的位置。

什么叫做不确定性原理

不确定原理是指量子力学中,任意两个不对易得物理量不能同时被精确的测量。比如测量一个质子的位置和当前的运动速度,就要用一个光子去照它,但是一照,也就改变了那个质子的本身状态,可以用某种照射方法,比如用不同粒子,或不同强度的光,测得尽可能精确的质子位置,但不可避免会把它打飞,所以它原来的速度就无法得到。同样可以用另一种方法去测它的速度,但代价是改变了它的位置。反正不可能速度和位置都精确得到。除了位置与速度,还有能量与时间也是一对不确定的量。


返回顶部