量子力学可能被推翻的问题有哪些?
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测不准原理不成立。
重新分析历史上两个获得测不准原理的理想实验,发现这
两个理想实验达不到测不准原理。
关键词:测不准原理,再分析,理想实验。
理想实验ⅰ
海森堡υ射线显微镜实验
显微镜的分辨能力的表达式是
λ/2sinω(在空气中)(1)
其中λ是所用光的波长,2ω是透镜在物点的角度,所以任意位。
所有测量都包含物平面X方向的不确定性。
⊿X=λ/2sinω ⑵
如果一个波长为λ,动量为h/λ的光子沿着X轴撞击一个电子。
电子在x方向的动量分量是Px。碰撞前的总动量是
π=h/λ+ Px .⑶
对于可以用显微镜观察到的电子,光量子必须散射到2ω的角度。
内,即PA和PB之间(极端前向散射和极端后向散射,见图1)。
在某一方向上,由于康普顿效应,其波长在λ′和λ″之间,因此,
散射光子的动量x分量在
-欣ω/λ’和+欣ω/λ”
在...之间
如果分别用px′和px ″来表示这两种极端散射情况下的电子运动。
量的x分量,那么动量守恒要求
Px′-hsinω/λ′=π= Px÷+hsinω/λ÷⑷
或者
px′-px〃=⊿px = 2 hsinω/λ⑸
其中用λ代替λ'和λ”,因为我们只对数量级感兴趣。
不可能——这是整件事的关键——准确确定光量子是否散射。
碰撞后电子动量的X分量的不确定性,是不确定它在哪个方向上撞上了角度2ω。
可以更小,这⊿Px和⊿X在一起,使得碰撞后无法测量(换句话说
量)后,对粒子轨道作出任何准确的测定或预测,显然。
⊿X ⊿Px ≈ h ⑹
再分析
在上述理想实验中,对于可以用显微镜观察到的电子,光量子必须
分散在2ω的角度范围内。
位置测量的不确定性
⊿X =λ/2sinω ⑵
⊿X是物面上两点之间的距离,这两点非常近,只能用显微镜观察到。
离开。⊿X是显微镜的分辨率极限。
显微镜无法观察尺寸小于分辨率极限⊿ x的物体。因此,对于
显微镜能观察到的电子大小必须大于显微镜⊿ X的分辨率极限
很大。
然而,如果电子的尺寸大于显微镜的分辨率极限⊿X,电子就不会
会在⊿ X. ⊿X不能认为是可以用显微镜观察到的电子的位置。
设置测量的不确定度。⊿X只能被认为是用显微镜观察不到的电。
儿童位置测量的不确定性。
⊿X认为它的尺寸小于显微镜⊿X的分辨率极限,所以它不能被视为显微镜。
探测到电子。
⊿Px认为,这个尺寸大于显微镜的分辨率极限⊿X,所以它可以被看作是一个显微镜。
探测到电子。
因此,⊿X和⊿Px并不与同一个电子相连。
虽然量子力学不涉及物体的大小,但在海森堡伽马射线中表现出来
在微镜的实验中,显微镜的使用必然会涉及到物体的大小,确实如此。
所有的物体都有大小,所以显微镜观察到的都是有大小的物体。
被观察物体的尺寸大于显微镜的分辨率极限⊿X,所以它不是
存在所谓的位置测量的不确定性⊿X。
由此,我们观察到的都是有确定位置的电子,⊿X = 0。
⊿X = 0显微镜的观察结果只有两种:观察或观察。
小于。不存在既可观察又不可观察的第三种结果。观察到的情况是
⊿X = 0,如果没有观测到,就说明⊿ x > 0。
因为对于可以用显微镜观察到的电子来说,电子的尺寸必须大于显微镜的尺寸。
⊿X分辨率极限很大。也就是说,我们观察到的都是有确定位置的电子,
⊿X = 0 .
因此,为了测量质点位置,质点位置测量的不确定度必须为零,即⊿X = 0。
气势。在海森堡υ射线显微镜实验中,由于υ ⊿X = 0,我们只需要测量它。
粒子的动量可以精确测量,即⊿Px = 0。
德:⊿ x ⊿ px = 0。
理想实验ⅱ
粒子单缝干涉实验
想象一个“粒子”,最初在y方向运动,通过一个⊿X宽度。
狭缝,所以它在x方向位置的不确定性是⊿X(图2)。它在狭缝后面
表面“干涉”了。从波动光学可知,干涉图样的第一个极小值位于
角度α由下式确定
SINα=λ/2⊿X
给定,其中λ是所用的波长,因为
SINα=⊿P/P
和
λ=h/P
然后得到测不准原理:⊿ x ⊿ p ≈ H
再分析
根据牛顿第一运动定律,如果“粒子”没有受到X方向的外力作用,
力,它将保持匀速直线运动或静止状态,并在理想实ⅱ
“质点”原本是在Y方向运动的,所以我们可以从它在起点3的位置知道。
它在狭缝的位置。
它在狭缝中的位置可以基于牛顿第一运动定律及其起点
位置确定了。
它在x方向位置的不确定性⊿X应该为零,也就是⊿X = 0。
根据牛顿第一运动定律,如果“粒子”没有受到X方向的外力作用,
力,它会保持匀速直线运动或静止状态。在理想实验ⅱ中
“粒子”原本在y方向运动,所以x方向动量的不确定性⊿P应该是
当它为零时,即⊿P = 0。
因此,得出⊿ x ⊿ px = 0。
只要我们承认微观物体有匀速直线运动或静止状态,牛顿是第一个
运动定律适用于微观世界。
但是微观世界不可能没有匀速直线运动或者静止状态,所以牛
牛顿第一运动定律适用于微观世界。
上面的理想实验二认为狭缝的宽度⊿X是“粒子”的位置度量。
的不确定性。然而,狭缝的宽度⊿X不等于位置测量的不确定性。
没有必然的逻辑关系。
我们没有理由认为这个实验中的“粒子”一定有位置测量的不准确性。
定量的,而且没有理由认为⊿X狭缝的宽度是“粒子”的位置度量
的不确定性。因此,从这个实验得到的测不准原理(⊿ x ⊿ p ≈ h)为
不合理。
结论
从上面的再分析可以看出,测不准原理的理想实验论证是不成立的。
参考
Yammer,量子力学哲学,秦克诚译,商务印书馆,1989,P77—P79。
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单个粒子没有波动。
通过对实验的定性分析,指出对单个粒子涨落的理解与
实验结果不符合能量和动量守恒定律,分析了单个粒子的类波行为
解释了这种行为。
关键词:定性分析、波动性、能量守恒定律和动量守恒定律。
微观实验
显微镜无法观察到尺寸小于其分辨率极限的粒子。如果考虑单个粒子
如果粒子有波动,如果其波长大于显微镜的分辨率极限,br/& gt;显微镜可以观察到它,但是这个推论不符合实验事实:显微镜
只能观察到尺寸大于其分辨率极限的粒子,以及粒子的宽波长?br/>;这很重要。
双缝干涉实验
Ⅰ
如果单个粒子有涨落,那么通过双缝后就会产生一个粒子。
干涉图像,但实验结果是一个粒子通过双缝后只会产生一个光斑。
大量粒子通过双缝后才会产生干涉图像。
Ⅱ
在双缝干涉实验中,认为单个粒子同时通过双缝并与自身接触。
发生干涉,所以认为单个粒子有波动,波动的方向是
质点的运动方向,质点同时只有一个运动方向,也就是只有一个。
一个波浪方向。
想象一个粒子在某个时刻向一个缺口移动,如果你认为这个粒子只是
通过这个间隙,不能认为单个粒子有波动;如果你认为粒子是相同的
当通过两个间隙时,认为单个粒子有波动,但同时粒子
会有两个方向的运动,也就是会有两个方向的波动。这显然是同一时间
雕刻出来的粒子只能有一个运动方向,也就是只有一个波动方向是矛盾的。
Ⅲ
在双缝干涉实验中,关闭其中一个狭缝,面向它。
发射一个粒子,根据牛顿第一运动定律,如果这个粒子没有受到外力的作用。
有了,它会保持匀速直线运动或静止状态,粒子无法通过这个缝隙。
间隙到达屏幕。如果粒子不能到达屏幕,那么单个粒子就没有波动。
如果单个粒子被认为是波动的,它将有一定的机会到达屏幕
相当于认为粒子在不受外力作用的情况下,可以转过一个弯,穿过一条开缝。
Gap到屏幕,明显违背了能量和动量守恒定律。
单个粒子波动行为的解释
在双缝干涉实验中,如果只开一条缝,粒子可以在某些地方。
要到达,但是当两个缝隙都打开的时候,这些地方就变成了粒子,无法到达。
是的。这些强度为零的地方给粒子图像带来最大的混乱。
然而,如果我们考虑到粒子可能经历两次或更多的反射,那么
可以消除这些零强度的地方造成的粒子图像的混乱。
想象一下,当其中一个缝隙闭合时,粒子向缝隙移动
不能通过这个缝隙到达屏幕,但是可以从这个缝隙反射出来。
在返回到粒子源之后,它被粒子源反射并通过开放间隙到达屏幕,并且
这些只是当两个缝隙都打开时,粒子无法到达的地方。因为路径不
用,所以强度为零。粒子的类波行为可以用粒子范畴来解释。
实验测试
上述解释可以通过实验来检验,而向闭合间隙移动的粒子可以
全部吸收,屏幕会产生类似衍射的条纹,但衍射现象对粒子不好
子图还是合适的。
戴维逊-杰马实验的解释
戴维逊-杰玛实验是证明单个粒子具有涨落的实验。它经常
认为证明了单个粒子的动量p与其波长λ有如下关系。br/>;系统:P=h/λ。
但是因为上面的分析,我们认识到单个粒子是没有波动的。
只有大量粒子具有挥发性。为了解释戴维逊-格默实验,单个粒子
质子的动量p和它的波长λ必须有如下关系:nP=nh/λ,
其中“n”代表大量粒子。NP=nh/λ和P=h/λ在数学上是一致的。
因此,这个公式可以定量地解释戴维逊-日耳曼实验。
如果P=h/λ的观点是正确的,也就是说单个粒子具有涨落。
性,但这不符合实验结果,违反了能量和动量守恒定律。
结论
单个粒子没有波动,单个粒子的类波行为归因于它的起点和
运动路径。
量子力学的成功是偶然的,因为一个粒子到达屏幕的概率很大。
到达屏幕的粒子的百分比有时是物理的和数学的
一致。