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量子力學中最經典的一個例子——薛定諤的貓

更新時間:2024-02-29 文章作者:佚名 信息來源:網絡整理 閱讀次數:

薛定諤的貓是量子力學最經典的例子之一。這篇每日文章將講解這個實驗以及量子力學的相關內容。IOb物理好資源網(原物理ok網)

part.1part.1part.1:實驗簡介: 準備物品(主要): 開始實驗:IOb物理好資源網(原物理ok網)

將以上所有物品放入密封容器中(組裝方式如上圖所示)。 有幾率發生鐳衰變,也就是說貓有一定的幾率死亡(根據清單中的注釋,相信不難理解為什么)IOb物理好資源網(原物理ok網)

而在量子力學中IOb物理好資源網(原物理ok網)

放射性鐳處于兩種狀態的疊加:衰變和未衰變。IOb物理好資源網(原物理ok網)

這導致:IOb物理好資源網(原物理ok網)

那只貓處于兩種狀態的疊加:活貓和死貓! ! !IOb物理好資源網(原物理ok網)

生與死量子物理學基礎學科,強顏歡笑IOb物理好資源網(原物理ok網)

但生活中的正常生物不會出現這種情況。IOb物理好資源網(原物理ok網)

由此,這個實驗被稱為量子力學的起源。IOb物理好資源網(原物理ok網)

第 2 部分:第 2 部分:第 2 部分:量子力學概述:IOb物理好資源網(原物理ok網)

量子力學( )是物理學的一種理論,是研究物質世界中微觀粒子運動規律的物理學分支。 主要研究原子、分子、凝聚態物質以及原子核和基本粒子的結構和性質的基本理論。IOb物理好資源網(原物理ok網)

它與相對論一起構成了現代物理學的理論基礎。現代物理學的兩個燒腦基礎IOb物理好資源網(原物理ok網)

量子力學不僅是現代物理學的基礎理論之一,而且廣泛應用于化學等學科和許多現代技術中。IOb物理好資源網(原物理ok網)

原因:IOb物理好資源網(原物理ok網)

19世紀末,人們發現舊的經典理論無法解釋微觀系統。 于是通過物理學家的努力,量子力學在20世紀初誕生了,用來解釋這些現象。IOb物理好資源網(原物理ok網)

一些有趣的例子IOb物理好資源網(原物理ok網)

當然,量子力學博大精深。 如果你認真研究它,你會吐血,深刻了解它的奧秘。 因此,這里舉幾個經典的例子,幫助你更通俗地理解量子力學,而不至于在第一次看到復雜的公式后失去興趣。IOb物理好資源網(原物理ok網)

eg1:黑盒子里的電子IOb物理好資源網(原物理ok網)

假設一個不透明的盒子里有一個電子,如圖IOb物理好資源網(原物理ok網)

但事實上,它的具體位置是看不到的。IOb物理好資源網(原物理ok網)

但似乎每個人都這么認為。IOb物理好資源網(原物理ok網)

換句話說,伴隨電子的概率波均勻分布在盒子中。IOb物理好資源網(原物理ok網)

什么是概率波?IOb物理好資源網(原物理ok網)

概率波是物質波,是指空間中某一點在某一時刻可能發生的概率。IOb物理好資源網(原物理ok網)

舉一個生動的例子:雖然你現在坐在電腦前,但你仍然有可能在火星上,但概率很小,不可能被觀測到。IOb物理好資源網(原物理ok網)

可以看作是該點未來運動的可能軌跡。IOb物理好資源網(原物理ok網)

現在量子物理學基礎學科,假設一塊木板落在盒子的中間。IOb物理好資源網(原物理ok網)

此時,黑匣子被均勻地分成了兩部分。IOb物理好資源網(原物理ok網)

根據常理,我們知道電子要么在這里,要么在那里(電子很小,不考慮切割)IOb物理好資源網(原物理ok網)

然而哥本哈根又說:概率波仍然均勻分布在兩端。IOb物理好資源網(原物理ok網)

這意味著在黑匣子的兩側找到電子的概率相等。IOb物理好資源網(原物理ok網)

但一旦人們觀察內部(并看到電子的位置),波函數就會崩潰。IOb物理好資源網(原物理ok網)

波函數塌縮?IOb物理好資源網(原物理ok網)

我們可以把這張圖看成(這樣比較靠譜): 也可以這樣理解:IOb物理好資源網(原物理ok網)

幾個概率波一起發展。 一旦其中一個被觀察到(被驗證),其他的就會減少(觀察到的概率波為1),這就是崩潰。IOb物理好資源網(原物理ok網)

這時,電子不再以“概率”的形式體現,而是實際存在的。IOb物理好資源網(原物理ok網)

這時候,如果我們關上盒子,停止觀察,由于我們已經確認了電子的位置,并且有隔斷,那么這對概率波就會立刻充滿電子所在的區域。IOb物理好資源網(原物理ok網)

到這里,實驗大概就結束了。IOb物理好資源網(原物理ok網)

但物理學家保羅·戴維斯以一種更簡單的方式進行了實驗。IOb物理好資源網(原物理ok網)

假設分區兩側都有一個電子“幽靈”IOb物理好資源網(原物理ok網)

這時,觀察者只要看到任何一個,他就會變成一個真正的電子,而另一個就會消失。IOb物理好資源網(原物理ok網)

哥本哈根:IOb物理好資源網(原物理ok網)

我注意到上面的文章中很多提到了哥本哈根,所以我就簡單介紹一下。IOb物理好資源網(原物理ok網)

因為除了地名之外,我還上網搜索了視頻。IOb物理好資源網(原物理ok網)

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