作者joe70136 (Iron Man)
看板Physics
标题Re: [问题] 量子力学中的角动量
时间Thu Oct 29 13:55:46 2009
※ 引述《slime036 (slime036)》之铭言:
: 今天吃饭和同学讨论到角动量能不能为零
: 我同学的观点是古典力学中的角动量不能为零 因为这样就是静止不动(...他因该是这
: 样说啦) 但量子力学中角动量可以为0 他是用L^2=L(L+1) L受主量子数影响可以为0
: 但是我是用测不准原理去想 角动量为0的话 角度的不准度就会无限大 这样物理就不合
: 就这样讨论了满久 也不知道谁对谁错
: 另外一个疑问是零点能量 量力中的零点能量是指主量子数为零那项 还是基态能量
: 某孙有说过 以波粒二像性来看 所有粒子都有零点能量
: 快被搞混了....
古典力学中,角动量可以为零。 角动量为零仅表示物体"不转动",并非静止不动。
量子力学中,角动量也可以为零,只是很怪,因为你"很难想像"一个绕着原子核在转的
电子,其轨道角动量"可以为零"!(L=0)。
此外,我不清楚你如何利用Heisenberg's uncertainty principle推得出,当角动量为零
时,其角度的不准确度就会无限大。
换个说法,当角动量不为零时,角度的不准确度就不会无限大罗!?
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就我对Heisenberg's uncertainty principle的认知
(Delta_Theta)*(Delta_angular momentum) >= some constant
--(感谢chungweitw 大大 & mantour大大)
我看不出来为什麽角动量等於零时,角度的不准确度才会无限大。
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另一方面,即使当角动量为零时,其角度的不准确度为无限大,那又怎样?
为什麽你会觉得不符合物理呢? (是因为角度的不准确度为无限大吗??)
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当一个实验"很精确地"测得一个粒子(这里请容许我用"粒子"...)所拥有的动量时,其位置
的测量误差就会趋向无限大,不是吗?
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Appendix:
(我认真的找了一下那篇paper... 以下是那篇paper的Abstract(他写summary啦...)
,大家可以参考看看。看起来蛮有趣的~)
The uncertainty relation between the orbital angular
momentum component Lz and the corresponding angle "phi" is discussed.
The uncertainty for an angle variable is defined. The formula
(delta_Lz)*(delta_phi) >= h/4pi,
which is sometimes quoted, is shown to be incorrect, and an alternative
relation, in full accord with the Heisenberg Uncertainty Principle, is
derived.
PS: 因为有些数学符号无法正常显示,所以我对原文作了些修正。 有兴趣的人可以参考
http://www.springerlink.com/content/x4x83103v5nk2g24/fulltext.pdf?page=1
--
" Research is to see what everybody else has seen,
and think nobody has thought." - Albert Szent-Gyorgyi
--
※ 发信站: 批踢踢实业坊(ptt.cc)
◆ From: 140.115.30.15
1F:推 ch110125:量子力学的角动量好像不只是角动量那样简单= = 10/29 16:34
2F:→ chungweitw:因为角度的不准度最大只能是 pi / sqrt(3) 10/29 18:36
3F:→ chungweitw:如果原发问者的疑惑在此, 那麽他想得很仔细. 10/29 18:36
4F:→ joe70136:正因量子力学中的角动量并非完全像古典力学概念所描述的 10/29 19:18
5F:→ joe70136:一样 所以我才会说当角动量等於零 "很怪"。 10/29 19:19
6F:→ joe70136:至於C大说的角度最大不确定值是"Pi/Sqrt(3)" (惊)!! 10/29 19:23
7F:→ joe70136:感谢提供资讯~ 10/29 19:23
※ 编辑: joe70136 来自: 140.115.31.125 (10/29 19:25)
8F:→ joe70136:不过话说回来 这不确定值竟然如此大 而且还不含"h"... 10/29 19:27
9F:→ joe70136:真的很怪= =" 10/29 19:27
10F:→ mantour:哪里怪? 角度最大不确定值有上限是因为它的值有范围 10/29 19:33
11F:→ mantour:跟h本来就没关系 10/29 19:34
12F:→ joe70136:回楼上大大 我会觉得怪有两个原因 10/29 19:39
13F:→ joe70136:第一 我知道角度不像位置没有boundary 基本上角度的范围 10/29 19:40
14F:→ joe70136:是0~2Pi 最大不确定值竟然不是2Pi ! 10/29 19:41
15F:→ joe70136:第二 个人觉得"h"是量子力学中所引进的"特别参数" 10/29 19:42
16F:→ mantour:因为不确定值的定义没有h呀 10/29 19:43
17F:→ joe70136:(也许)可以这样说 如果有出现"h" 或多或少都是因为量子力 10/29 19:44
18F:→ mantour:这个最大不确定值应该是数学上按照定义算出来的 10/29 19:44
19F:→ mantour:跟量子力学本来就没有关系 10/29 19:44
20F:→ joe70136:学的关系 在古典力学中 不曾出现过h这个参数值 10/29 19:44
21F:→ joe70136:最大不确定值与h无关似乎看不出来是由量子力学的概念推得 10/29 19:45
22F:→ joe70136:我说的是 Heisenberg's uncertainty principle 10/29 19:47
23F:推 mantour:你没有听懂意思 10/29 19:47
24F:→ mantour:这个Pi/Sqrt(3) 跟Heisenberg's uncertainty principle 10/29 19:48
25F:→ mantour:应该没有关系 10/29 19:48
26F:→ joe70136:在其原本的形式 (Delta_X)*(Delta_P)>= (h/4pi)中就有h阿 10/29 19:48
27F:→ mantour:Heisenberg's uncertainty principle给出了量子力学上 10/29 19:49
28F:→ mantour:「最小的」delta_theta 10/29 19:49
29F:→ mantour:最大的 delta_theta 是被theta本身的范围所限制 10/29 19:50
30F:→ mantour:跟不确定原理没有关系吧 10/29 19:50
31F:→ joe70136:如果真的跟Heisenberg"s uncertainty principle没关 10/29 19:53
32F:→ joe70136:那我就有问题了为什麽角度会有"不确定值" 而且还有个上限 10/29 19:54
33F:→ joe70136:当然 这得回去看那Paper 这里辨也辨不清 = = 10/29 19:55
※ 编辑: joe70136 来自: 140.115.31.125 (10/29 19:58)
34F:推 mantour:如果如我所想由於theta的范围限制的uncertainty大小的话 10/29 20:04
35F:→ mantour:算出来好像不一样,也许我错了,我再去看资料做更正 10/29 20:04
※ 编辑: joe70136 来自: 140.115.31.125 (10/29 20:13)
36F:推 leo80042:chungweitw给的reference有讲,ΔLz和ΔΦ满足一个稍微 10/29 20:15
37F:→ leo80042:复杂的uncertainty关系,使得角度最大不准度是pi/sqrt(3) 10/29 20:16
38F:→ leo80042:,受教了:P 10/29 20:16
39F:推 yyc2008:我想问的是 slime036不是在问L 不是Lz吗? 10/30 00:02
40F:→ mantour:所以他问错了XD 跟ΔΦ相对应的是ΔLz 而不是ΔL 10/30 00:12
41F:→ mantour:所以是我离题了吗 抱歉抱歉XD 10/30 00:12