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  • 1 # 神奇妙

    我們首先要區分宏觀和微觀。

    宏觀世界裡,動量和位置符合經典力學的理論體系。我們完全可以按照我們可以觀察和測量的結果來衡量精確與否,透過經典力學公式就可以計算出來物體精確的動量和位置。

    微觀世界裡,單個粒子的狀態已經不能用經典力學解釋和分析了,因為微觀粒子的運動依從的是量子力學理論。這個時候粒子的動量和位置就無法同時精確測量了,我們可以用著名的海森堡測不準原理來闡述。

    “海森堡不確定性原理”表明:微觀粒子的位置與動量是不能同時確定的,一個微觀粒子的一些物理量,在我們理解的範圍內不可能同時具有確定的數值,如果一個參量越確定,那麼另一個參量的不確定程度就越大。

  • 2 # 業餘天文學

    這個問題在牛頓經典力學裡是成立的,因為牛頓經典力學有兩個基本假定,一是絕對的、不變化的時間和空間,二是一切可觀測的物理量原則上可以無限精確地測定。在這兩個基本假定下,你用牛頓運動定律可以輕鬆地計算出一輛轎車從出發直到目的地所用的時間、瞬時速度等一切物理量。

    但隨著物理學的發展,牛頓經典力學不斷遭受著挑戰。先是愛因斯坦廣義相對論打破了時間和空間的穩定,時間和空間隨著觀測者的運動狀態和所處位置不斷變化。這直接把經典力學的第二個假設否定了。

    然後,量子力學的迅猛發展使得牛頓經典力學的第一個假設也不攻自破。德國物理學家海森堡1927年提出量子力學不確定性原理,他指出,測定一個物體的行為將不可避免地擾亂這個物體,比如說,你用一束光來測定一個粒子位置和速度,一部分光波被該粒子散射,而被探測到,因此確定了該粒子的位置,但是不可能將粒子的位置確定到比光的兩個波峰之間距離更小的程度,要精確測定的話,必須要用更小波長的光,但是更小的波長意味著能量更大,也就是說對所要測量的粒子擾動更大,被測粒子的動量發生了變化,所以要對位置測得更準確,其動量就測得更不準確,對粒子的描述最多隻能用“機率”這個詞。因此,精確的位置和精確的動量在“虛無縹緲”的量子世界裡是不能同時存在的。

  • 3 # 語境思維

    這是說法不靠譜,海森堡1926年發表關於測不準公式△x△p≥h/2π的論文中說△x·△p兩個測量誤差乘積,可以視同不可同時測準。

    這顯然是數學遊戲,太任性了。誤差是誤差,不確定是不確定,二者怎麼能混為一談呢?

    關於光子的自旋角動量矩

    根據電子湮滅反應,光子的固有質量恆等於電子質量(m₀)。光子以光速自旋,並且光子之間以光速推湧。

    故光子動量是常量:p₀=m₀c=2.73×10⁻²²...(1)。光子間的推湧幅度,位移x,可以視同光子波長,即:x=λ。故光子動量×位移=光子動量矩:M=p₀·x=m₀cλ...(2)

    不難證明,光子最短波長λ₀=2.42pm,則,光子的臨界動量矩:M₀=p₀x₀=m₀cλ₀=h...(3)。

    式(3)就是h的物理意義。若光子是電子球的急劇膨脹體,則臨界光子半徑:r₀=λ₀/2π...(4)

    則,光子自旋角動量距:L₀=m₀cr₀=h/2π...(5),為不失一般性,由於光子半徑:r≥r₀,故光子的自旋角動量矩:Ls=m₀cr≥h/2π...(6)

    顯然,公式(6)與最初海森堡的測不準公式△x△p≥h/2π,是恰好吻合的。

    但這並非碰巧,而是基於電子湮滅方程所得,但全然沒有海森堡的測量誤差的意思,更沒有不確定的誇張。

    現在,我們來試驗一下,用公式(6)測量特定波長光子的自旋角動量矩。

    在Ls=m₀cλ中,只要測得波長λ(或頻率f),即可直接算出光子的自旋角動量矩。

    現在我們用光譜分析儀,測量某個原子的主頻,測量5次的樣品資料:f₁,f₂,f₃,f₄,f₅,

    而後做統計平均。最簡單的是算術平均,則該主頻平均值:f=(f₁+f₂+f₃+f₄+f₅)÷5。

    假設主頻平均值:f=6×10¹⁵赫茲,則主控波長:λ=c/f=2×10⁻⁷米,該紫外線光子自旋角動量矩:Ls=m₀cλ=5.47×18⁻²⁹J/H,>>h/2π !

    大家想想,關於光子的動量矩、自旋角動量矩的測算,筆者只是利用電子湮滅方程與經典動力學公式,只需一個λ引數,絲毫不涉及測不準之類的玩意,有測量誤差也是很正常的。

    關於電子的自旋/軌道角動量矩

    根據經典粒子物理學,電子以光速自旋,其固有的自旋慣性勢能:E₀=m₀c²=0.511MeV,與電子固有質量m₀=0.911×10⁻³⁰kg相對應。

    顯然,電子自旋角動量矩寫成:L=m₀cr,而電子是極其穩定的基元粒子,故電子半徑是一個常量,寫成r=r₀=2.82fm,

    故:Ls=L₀=m₀cr₀=7.71×10⁻³⁹J/H,是常量,但是:L₀<<h/2π,這與測不準公式沒關係。

    考慮電子的軌道角動量矩:L=m₀vR...(7),若電子軌道速度按:v=αc=2.2×10⁶m/s,軌道半徑:R(α)=53pm,則:L=m₀αcR(α)...(8),有:L=3.19×10⁻²⁰J/H,>>h/2π。

    大家想想,公式(8)與測不準公式亦或不確定原理,有關係麼?充其量就是測量誤差問題!

    如何測量電子軌道速度?可根據光電效應方程推論:½m₀v²=hc/λ,v=√(2hc/λm₀)...(9),

    公式(9),也是鮮為人知的。他們無法解釋或測算,就只好相信了海森堡測不準公式的誇大其詞,導致粒對電子與光子的動力學引數一概不知,都被純數學的量子數取而代之了。

    不是麼?現在的電子、質子、光子動力學,都是純數學演繹的,沒有一點物理屁味,因而也不可能有什麼實際應用價值。

    關鍵是你不能質疑,能質疑不能發表。遊戲規則涉及的是醜陋的學術圈內的利益鏈。

    Stop here。物理新視野與您共商物理前沿與中英雙語有關的疑難問題。

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