高口碑小说《量子力学是描述微观世界的》是作者“城主”的精选作品之一,主人公普朗克爱因斯坦身边发生的故事迎来尾声,想要一睹为快的广大网友快快上车:量子力学是描述微观世界(如原子、分子、亚原子粒子等)中物质和能量行为的物理学分支。它通过一系列数学理论和实验观察,揭示了经典物理学无法解释的现象。以下是量子力学的核心概念:1. 量子化物理量(如能量、角动量)并非连续,而是离散的,即只能以某些特定的数值存在。这种离散......
很多网友对小说《量子力学是描述微观世界的》非常感兴趣,作者“城主”侧重讲述了主人公普朗克爱因斯坦身边发生的故事,概述为:叠加原理叠加原理是量子力学中的一个核心概念,描述了量子系统在未被观测时可以同时处于多个状态的现象。这种叠加态是量子力学区别于经典物理的关键特性,也是许多量子现象(如量子纠缠和干涉)的基础。核心思想在量子力学中,粒子的状态由波函数ψpsiψ描述,而波函数可以表示为多个可能状态的叠加。如果一个系统有两个...
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ΔLz⋅Δθ≥h/2
缝会破坏干涉图样,说明对路径(位置)的测量增加了动量的不确定性。
实际应用
扫描隧道显微镜(STM) 借助隧穿效应和不确定性原理,STM可以探测到原子级别的微观结构。
量子加密技术 不确定性原理确保量子态在被观测时发生改变,使量子通信具备高安全性。
哲学与思考
不确定性原理引发了对物质本质和现实观念的深刻反思。它表明:
微观世界是非确定性的,传统“确定性因果律”不适用于量子领域。
观测行为本身会影响系统状态,揭示了“观察者效应”的深远意义。
叠加原理
叠加原理是量子力学中的一个核心概念,描述了量子系统在未被观测时可以同时处于多个状态的现象。这种叠加态是量子力学区别于经典物理的关键特性,也是许多量子现象(如量子纠缠和干涉)的基础。
核心思想
在量子力学中,粒子的状态由波函数 ψpsiψ 描述,而波函数可以表示为多个可能状态的叠加。 如果一个系统有两个可能的状态 ∣ψ1⟩ 和 ∣ψ2⟩,那么系统可以处于它们的线性叠加态:
∣ψ⟩=c1∣ψ1⟩+c2∣ψ2⟩
∣ψ⟩:系统的总状态。
c1c_1c1 和 c2c_2c2:复数系数,表示每种状态的概率振幅,其平方(∣c1∣2|和 ∣c2∣2|)表示测量得到对应状态的概率。
实验验证
1. 双缝实验
当电子或光子通过双缝时,如果不对其路径进行观测,粒子会表现为叠加态,即“同时通过两条缝”。
叠加态导致在屏幕上形成干涉条纹,这种现象无法用经典粒子理论解释。
2. 薛定谔的猫
薛定谔提出的思想实验说明了叠加原理的奇特性: