请问量子力学的不确定性原理是什么意思 请问量子力学的不确定性原理是什么意思呀

请问量子力学的不确定性原理是什么意思?

在量子力学里,不确定性原理(uncertainty principle)表明,粒子的位置与动量不可同时被确定,位置的不确定性Δx与动量的不确定性Δp 遵守不等式:Δx*Δp≥h/2, 其中, h是约化普朗克常数。 更具体可以看下面内容: 不确定性原理(Uncertainty principle),又称“测不准原理”、“不确定关系”,是量子力学的一个基本原理,由德国物理学家海森堡(Werner Heisenberg)于1927年提出。 本身为傅立叶变换导出的基本关系:若复函数f(x)与F(k)构成傅立叶变换对,且已由其幅度的平方归一化(即f*(x)f(x)相当于x的概率密度;F*(k)F(k)/2π相当于k的概率密度,*表示复共轭),则无论f(x)的形式如何,x与k标准差的乘积ΔxΔk不会小于某个常数(该常数的具体形式与f(x)的形式有关)。

延伸阅读

不确定性原理的提出者?

不确定性原理是由海森堡提出的。

沃纳·卡尔·海森堡(德文原名:Werner Karl Heisenberg,1901年12月5日—1976年2月1日),男,德国著名物理学家,量子力学的主要创始人,哥本哈根学派的代表人物,1932年诺贝尔物理学奖获得者。他的《量子论的物理学基础》是量子力学领域的一部经典著作。鉴于他的重要影响,在美国学者麦克·哈特所著的《影响人类历史进程的100名人排行榜》,海森堡名列第43位。

海森堡学说所得出的成果之一是著名的“不确定性原理”。这条原理由他在1927亲自提出,被一般认为是科学中所有道理最深奥、意义最深远的原理之一。测不准原理所起的作用就在于它说明了我们的科学度量的能力在理论上存在的某些局限性,具有巨大的意义。

不确定原理的根本原因?

不确定性原理(uncertainty principle,又译测不准原理)表明,粒子的位置与动量不可同时被确定,位置的不确定性越小,则动量的不确定性越大,反之亦然。

对于不同的案例,不确定性的内涵也不一样,它可以是观察者对于某种数量的信息的缺乏程度,也可以是对于某种数量的测量误差大小,或者是一个系综的类似制备的系统所具有的统计学扩散数值。

维尔纳·海森堡于1927年发表论文《论量子理论运动学与力学的物理内涵》给出这原理的原本启发式论述,希望能够成功地定性分析与表述简单量子实验的物理性质。所以原理又称为“海森堡不确定性原理”。

同年稍后,厄尔·肯纳德严格地用数学表述出位置与动量的不确定性关系式。

两年后,霍华德·罗伯森(英语:Howard Robertson)又将肯纳德的关系式加以推广。

类似的不确定性关系式也存在于能量和时间、角动量和角度等物理量之间。由于不确定性原理是量子力学的基要理论,很多一般实验都时常会涉及到关于它的一些问题。有些实验会特别检验这原理或类似的原理。

1925年6月,海森堡在论文《运动与机械关系的量子理论重新诠释》里表述出矩阵力学。矩阵力学大胆地假设,经典的运动概念不适用于量子层级,束缚在原子内部的电子并不具有明确定义的轨道,而是运动于模糊不清,无法观察到的轨道,其对于时间的傅里叶变换只涉及到因量子跃迁而产生的可以被观察到的电磁辐射的离散频率。

海森堡在论文里提出,只有在实验里能够观察到的物理量才具有物理意义,才可以用理论描述其物理行为,其它都是无稽之谈。因此,他刻意避开任何涉及粒子运动轨道的详细计算,例如,粒子随着时间而改变的确切运动位置,因为,这运动轨道是无法直接观察到的,替代地,他专注于研究电子跃迁时,所发射出的电磁辐射的离散频率和强度。他计算出代表位置与动量的无限矩阵。这些矩阵能够正确地预测电子跃迁所发射出光波的强度。

同年6月,在阅读了海森堡的论文之后,马克斯·玻恩发现,海森堡的数学运算原来就是他在学生时代学到的矩阵微积分。另外,在分别表示位置与动量的两个无限矩阵之间存在着一种很特别的关系──正则对易关系,但是,他们并不了解这重要结果的意义,他们无法给予合理的诠释。

1926年,海森堡任聘为哥本哈根大学尼尔斯·玻尔研究所的讲师,协助尼尔斯·玻尔做研究。隔年,他发表了论文《论量子理论运动学与力学的物理内涵》,在这篇论文里,他严格要求遵守实证主义:只有在可以设定的实验环境下对于粒子的某种数量做测量,则这数量才具有物理意义,否则这数量不具有任何物理意义。

他接着解释,任何实验测量都会遭遇误差,因此,这数量的物理意义也只能被确定至某种程度。例如,假设使用显微镜来测量粒子的位置,对于粒子的位置的测量会不可避免地搅扰了粒子的动量,造成动量的不确定性。

海森堡紧跟着给出他的不确定性原理:越精确地知道位置,则越不精确地知道动量,反之亦然。

不确定性原理能够直接地诠释位置与动量的正则对易关系:假若测量位置不会搅扰动量,测量动量不会搅扰位置,则测量位置与动量不需要顾虑到先后关系,位置与动量的正则对易关系会变为:

除了位置-动量不确定性关系式以外,最重要的应属能量与时间之间的不确定性关系式。能量-时间不确定性关系式并不是罗伯森-薛定谔关系式的明显后果。但是,在狭义相对论里,四维动量是由能量与动量组成,而四维坐标是由时间与位置组成,因此,很多早期的量子力学先驱认为能量-时间不确定性关系式成立:

不确定性定理?

不确定性原理(Uncertainty principle)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(Planck constant)除于4π(ΔxΔp≥h/4π),这表明微观世界的粒子行为与宏观物质很不一样。

此外,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。”

不确定性原理完整版?

基本原理

物质客观性原理

本构方程是由物质性质决定的,它不随观测者的改变而变化,因而作为相对运动的两个观测者在做材料试验时应当得到相同的本构关系。即在做相对运动的坐标系中,本构方程应具有相同的形式。

同时,本构方程不因坐标系的选择不同而不同,在各坐标系中均具有相同的形式,本构方程应当具有张量的性质。物质客观性原理也成为坐标系无差异原理。

确定性(遗传性)原理

确定性原理认为物体中某点的状态恒可由物体内各点的以往运动史唯一确定,而和未来的运动无关。

局部作用原理

物体内诸点的运动对某点X的应力或其他物理量的影响,随着离该点距离的增大而减小,特别是对大多数物质,只有X点邻近质点的运动才对X点的应力有影响,而离开X点有限距离的物质点的运动对该点的应力没有影响。换句话说,同一物体的两个不同的运动历史,只要保证两个运动历史在X点邻域内是相同的,则X点的应力或其他物理量也是相同的。

物质客观性原理、确定性原理和局部作用原理也称为Noll三原则,由此可以导出简单物质的本构关系。

物质对称性原理

自然界中的物质一般都存在对称性,本构方程必须能够反映这种对称性。线性弹性力学的理论已证明,理论上应力一应变间存在81个弹性常数。由于应力和应变张量均为对称张量,独立的弹性常数下降到21个,正交各向异性物质具有三个相互正交的对称面,可以导出独立的弹性常数为9个。横观各向同性材料有5个独立的弹性常数,而各向同性材料则只有2个独立的弹性常数。

记忆减退性原理

离现时刻越远的过去的历史对现时刻应力和其他状态物理量的影响越小。蠕变材料等的本构方程都必须满足这一原理。

相容性原理

物质的本构关系必须满足一些普遍原理,如质量守恒原理、动量守恒原理、动量矩方程、局部能量守恒原理、熵产率原理等。

量纲一致性原理

本构方程中各项的量纲必须一致,同时要特别注意一些特殊函数(如对数函数、指数函数等)的自变量量纲。从事本构关系研究时,对量纲一致性原理必须有足够的重视,否则,即使提出的本构关系能很好地拟合试验数据,但在实际应用中可能会得到完全错误的结果。

非定域性是啥意思?

非定域性有时也称为不确定性,是指某个或某组量不确定在其定义范围内更小的确定范围内的性质。在量子力学中,某个物理量不确定在其定义范围内更小的确定范围的性质,称为量子非定域性。不确定性原理,又称“测不准原理”、“不确定关系”,是量子力学的一个基本原理,由德国物理学家海森堡于1927年提出。


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