作者jinya14 (乱逛)
看板Physics
标题Re: [问题] 电子路径的问题
时间Mon Sep 5 02:52:30 2011
首先感谢jacob大与xgjc大的热情回覆 我会问这个问题是因为它很基本
但即使没把它搞清楚 修一些研究所的量子力学课程还是可以很顺利
因为越是高等的课程 就越关心复杂的现象 而不去关心简单的问题
像是可以不要经过计算就能回答的观念问题 才是我最想弄懂的
虽然xgjc大的计算很猛 不过令人望而生畏 不要误会
其实能够同时理解数学与物理的美是很好的 只是我希望能够有更多人能加入讨论
而不被数学(甚至Dirac notation也是很多人的障碍)所阻碍
所以我希望能够不动用到数学式就尽量不用
能够用简单的数学 就不要用难的
经过一番讨论 我发现此问题本身就有个(定义上的)漏洞在
如果我们单纯定义速度即 dx/dt 或者 (x2-x1)/(t2 - t1)
那麽我们所关心的就只有t2与t1时刻的粒子位置
所以过程对速度的定义并不重要 管它是中间到了美国自由女神像再回来台湾
还是直线走过来的 只要在规定的时刻乖乖来报到
大家都是同一个动量
可是还是有问题啊 除了直线以外的路线 都违反F=ma
也就是粒子可以不受力就改变运动的方向吗? Jacob大含蓄的表示是可以的
那麽这过程中也就可以不遵守动量守恒跟能量守恒罗?
: : 假如电子不走直线 那它的额外的方向(速度)改变就需要加速度 那麽是否F=ma并不适用於
: : quantum particle? 因为自由粒子在过程中并不受外力
: 呃 应该 或许 可以说不适用吧
: : 在使用路径积分的时候 我们在计算某个路径的机率振幅的时候
: : 是不是要考虑各种动量的加总? 也就是说过程中粒子的动量也有改变的可能吗?
: 看你要在时空间做计算还是在动量空间做计算.如果你算的时候是用动量空间做计算,
: 就要考虑各种动量的加总,换句话说,电子会『沿着』所有可能的动量态的『路径』作演化
: 另一方面,如果你计算路径积分是在时空间作计算,那电子从某个点到某个点的机率,其
: 实是电子沿着所有可能的位置状态的『路径』在做演化,所以前面才会说那个电子在中间
: 你不知道他在干嘛的过程中,其实他所有的路径都会走
: (而每条路径贡献的相位是e^(iS/hbar))
: 在自由粒子的情况 他只会有某个特定的动量,所以他可以『沿着』作演化的动量态
: 就只有他一开始在的状态而已.详细的计算上你会发现在做动量空间的积分的时候
这里的描述很切中核心 如果在空间表像(space representation)中 动量是不变的
那为什麽有些路径可以不走直线? 这不意味着动量改变了?
有些人说量子的粒子性与波动性只能择一描述 所以就很不负责任的 暧昧不明的
说两者不需要有关连 但是费曼却不这麽认为
路径积分已经是既能阐述粒子性又不违反波动性的图像 我希望能在这里好好弄懂
不要有灰色地带 如果只能解释到此那我也认了
: 可是其他的情形就不一定,像是如果我对一个电子一直照光,所以我一直一直很确定
: 这个电子在哪里(在某个时间t1~t2内我都很确定x(t),我们仪器无限的好),
: 在这样的情况下他的动量态就有机率会跑到其他的动量态
: (就是动量有机率会改变的意思)
: 这个时候这个粒子的动量态就会有机率演化到其他的动量状态,过程中他的动量就会改变
: 这时候好想问一个不知道是不是烂问题的问题
: 对刚刚那个电子,我们很确定他在t1~t2时间的x座标,也就是很确定他的位置(100%确定)
: 从x(t)图我们就可以确定刚刚那个电子的速度在t1~t2随时间的变化
: 那这样不是就同时很确定他的位置跟动量了嘛? 跟测不准原理有冲突吗?
照光好像也不能百分之百确定每个时间点的位置 因为光的波长与解析度成反比
用越长的波长去照射 越不能确定电子的位置 但用越短的波常去照射
虽然越能确定电子的位置 但也越影响电子能态的改变
我发现测不准原理(或版上流行的不确定原理)好像很强调位置与动量的量测
要"同时"得到这件事 (错误的话请指正)
没错我们可以在一路上安排灯泡去照这个电子 但是在照耀的同时我们也
影响了它的动量 所以我们可以确定电子从某个范围开始演绎 却无法知道
其後它以何种动量去演译
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◆ From: 114.34.216.62
1F:→ Lindemann:xgcj啦,不过他是好人应该不会在电脑前面非常火,哈 09/05 02:54
2F:→ xgcj:怎大家都打错我ID啊!我要再崩溃一次了 09/05 02:54
3F:→ xgcj:计算真的不难 follow过一次 就很够了 09/05 02:55
4F:→ jinya14:xgcj xgcj xgcj 我罚写 09/05 02:55
5F:→ Lindemann:那你就编个签名档在把以上的总结写 我在电脑前面非常火 09/05 02:56
6F:→ xgcj:一定不满足F=ma 那条就是古典轨基 09/05 02:57
7F:→ xgcj:粒子 是在空间中 任意乱跳的 以任意的动量去跳 09/05 02:57
8F:→ xgcj:把所有可能加起来之後 就是你的振幅 09/05 02:58
9F:→ jinya14:那动量守恒跟能量守恒在路径积分的时候也被抛弃了吗? 09/05 02:58
10F:→ xgcj:这是好问题 应该说 奇怪的路径 对於你的最後的振幅贡献 09/05 02:59
11F:→ xgcj:是很小的 09/05 02:59
12F:→ ijsfkira:最後散射矩阵算出来基本上还是会一样 09/05 03:00
13F:→ xgcj:对 但是这不是严谨的东西 你看看我把无穷大直接丢掉 09/05 03:00
14F:→ ijsfkira:不过在积visual particle的贡献时 往往是不管动量能量是 09/05 03:01
15F:→ ijsfkira:否要守恒的 09/05 03:01
16F:→ xgcj:这无限大里面包含了一些奇怪的东西 你仔细想想就知道了 09/05 03:02
17F:→ ijsfkira:恩~ 09/05 03:02
18F:→ jinya14:我想物理量从量子过渡到巨观世界应该是连续的 所以 09/05 03:03
19F:→ xgcj:里面有无穷大的动量之类的东西 然後又把空间切切切 09/05 03:03
20F:→ jinya14:动量与能量守恒应该是被遵守或在过渡时渐渐被遵守的吧? 09/05 03:04
21F:→ xgcj:其实就是要算 Norther currunt 但是在过程中你会用到运动方程 09/05 03:09
22F:→ jinya14:其实我只想得到一句是或不是的答案 不管那个机率振幅多小 09/05 03:10
23F:→ xgcj:有些路径不守恒 古典一定守恒 结果要守恒 09/05 03:11
24F:→ xgcj:我是这样想的 09/05 03:11
25F:推 leo80042:推,考虑uncertainty principle或许可以解释你的问题? 09/05 09:03
26F:推 qna:路径积分的粒子概念是"路径" 波动概念是路径间要"干涉" 09/05 18:03