乔纳森Osbourne

博士学位。马里兰大学
作者发表

乔纳森一个发表作者,最近完成了一本关于物理和应用数学的书。

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量子物理学

乔纳森Osbourne
乔纳森Osbourne

博士学位。马里兰大学
作者发表

乔纳森一个发表作者,最近完成了一本关于物理和应用数学的书。

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量子物理学处理具有波动性质的物质。利用薛定谔方程,用波函数来描述粒子的行为。波函数是用概率来解释的,因为我们不能确切地说出粒子的位置。我们用广义概率来判断某物的位置,但如果没有波函数的坍缩,就无法进行测量。

我们来谈谈量子物理。什么是量子物理学?量子物理就是当我们赋予物质波的性质时,物理发生的变化。所以物质不再被允许像物体一样只停留在一个地方。我们必须让它像波一样散开,这就是为什么我们称它为,给定物质的波的性质。

好的。所以它是由波函数描述的,好吧,它将取代位置,动量和所有这些东西。我们用波函数来描述粒子的行为。波函数满足一个叫做薛定谔方程的东西它取代了能量守恒。你可以在量子力学中这么想。好吧。

所以,如果我们不去管粒子,它就会像波一样运动。所以我们只是坐在那里让系统做它想做的事情它被它的波函数描述。然而,如果我们进行测量,突然我们就会得到波函数的坍缩。举个例子,如果我们有一个像这样的波函数,然后我们进行测量,我们问,在这两条绿线之间的粒子是吗?

我的意思是,我们正在进行测量。要么是,要么不是。所以它不能说,我的一部分在那里,另一部分不在那里。它没资格这么说。我们正在进行测量。我们问的是,到底是还是不是?不可能两者兼得。这将给我们一个量子力学的概率解释。波函数会给出概率。它会说好的。 If you did that measurement 100 times, 6 times you're going to find that it was between the green bars and the other 94 times you're going to find that it wasn't.

现在,这真的是一种奇怪的二元性,因为,如果我不去管它,它有点像它的一部分在中间,而另一部分不在中间。但如果我做测量,它要么是,要么不是。要么全部是,要么全部不是。这就是量子力学的奇怪之处让人们对它有点模糊。有时候如果你不去管这个系统,它就会像波一样你可以把它想象成部分在绿线之间,部分不在绿线之间。但如果你做了测量并试图确定它是或不是,那么答案是概率给出的。在做实验之前,你不能肯定结果会如何。

好的。这与量子化有关。有趣的是,量子化只发生在波上。这是边界条件的结果。就像我们在两点之间有一个驻波,我们可以有第一个谐波,我们可以有第二个谐波,我们可以有第三个谐波但我们不能有中间的任何一个。所以我们不能有这样的东西。因为它不成立,它不满足边界条件。我有一个驼峰,两个驼峰,三个驼峰。我不能有一个半驼背。但事实并非如此。 So this is what leads to quantization. When I impose these boundary conditions on the wave function. And when I do that, I get energy quantization so that I can only have discreet energies. I also get angular momentum quantization in certain situations I'll get momentum quantization and that's what leads to these strange properties of quantum mechanics.

这就是量子物理学。

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