Physics 板


LINE

薛丁格绘景是让算子不随时变,态向量时变并依据薛丁格方程 随时间演化,若将动量算子和对x微分算子做对应, 则xp-px=i(h/2π)I的关系自动内建 海森堡绘景则是态向量非时变,物理量算子时变并依据古典力学 形式的方程随时间演化,另外加上xp-px=i(h/2π)I的量子化条件 两者对物理量期望值的预测是一致的 虽不同形式 根本上都是在求解演化算子和期望值 归一化应该是机率诠释必然的要求,算子的本徵值对应观测量, 观测量必须要是实数而hermitian能保证之 历史上探索发展的过程大概是这样: (h,hbar写错请见谅) 当时的old quantum theory常是以古典力学方程加上量子化条件 (推广波尔条件成∮pdx=nh的形式)及对应原理(量子数大趋近於 古典形式)做计算及猜测 海森堡先考虑古典谐震子辐射公式,功率正比於震幅平方x^2, 他认为微观的位置动量不具有实际意义,只当作是计算辐射频率、 强度等观测值的工具,他先用当时常用的action-angle coordinate 表达x,即x(n,t)=Σ [x_m(n)]e^i[mω(n)t],m=-∞->∞,具周期性 而能以傅立叶级数表示,由n跃迁至n-m轨道时变化的能量是h[mω(n)] 则x^2=Σ b_l(n) e^i(lω(n)t],其中b_l(n)=Σ a_m(n) a_k(n),l=m+k 古典的情况是lω(n)=mω(n)+kω(n),由对应原理可用quantum analogue 取代,即用ω(n,n-m-k)=ω(n,n-m)+ω(n-m,n-m-k)的关系式取代 理论飞跃的关键处是把傅立叶系数也用quantum analogue取代 猜测求和公式中的index也有类似情况, 即b(n,n-m-k)=Σ a(n,n-m) a(n-m,n-m-k),且把x抽象对应许多 a(n,n-m)e^i[ω(n,n-m)t]构成的集合,於是x^2对应 b(n,n-l)e^i[ω(n,n-l)t]所成的集合。由傅立叶系数a_m(n)=a_-m(n)* 且ω(n,n-m)+ω(n-m,n)=0, [e^iω(n,n-m)t]*=e^iω(n-m,n)t 可猜测quantum analogue a(n,n-m)=a(n-m,n)* 他把p,x的傅立叶级数代入量子化条件∮pdx=nh,整理後 用quantum analogue置换 猜出了现代xp-px=i(h/2π)I的矩阵对角线 元素,对古典运动方程中的p,x用类似的手法得到a(n,n-m) 需满足的某种代数方程组再进行求解 玻恩看出quantum analogue乘法的规则如同矩阵, 又ω(m,n)=(E_m-E_n)/h, a(m,n)e^i[(E_m-E_n)t/h] 其实是矩阵[a(m,n)]和对角矩阵e^i(Ht/h),e^[-i(Ht/h)]相乘後的分量, 从而写出了正确的海森堡绘景下的物理量矩阵时变方程式 也补完xp-px=i(h/2π)I的非对角项。线性代数中的本徵问题、 对角化等技巧被引入,但是观念停留在本徵值是观测量, 非对角项代表transition amplitude,所谓的(态)向量只是求解 时的数学辅助工具而已。transition amplitude的概念是援引 爱因斯坦解释黑体辐射时提出的跃迁机率(当时认为是统计意义 上的机率)。因为矩阵力学需要解代数方程,物理学家还不太熟悉 薛丁格接受物质波的概念,写出了薛丁格方程,有多种猜法 其中我觉得比较合理的是:在古典理论中,把波动解拆成震幅和 相位变数的组合代入波动方程式,可以发现相位项遵守的方程式 犹如粒子的古典力学方程,折射率的角色类似位能。基本上模仿 就得到非时变的薛丁格方程,而这个方程本质上也是本徵值问题 而能算出正确能阶。但是波函数被误认为是粒子散布於空间的密 度。若考虑非相对论性的能量-动量关系可猜出时变薛丁格方程式 之後多位学者把矩阵推广成算子,结合变换理论,证明矩阵力学 与波动力学等价。波函数是态向量以某基底表示的分量,矩阵是 算子在某基底的representation。 机率诠释则是直到玻恩用波动力学计算散射问题,他认为碰撞、 散射等实验结果否定密度诠释,并援引爱因斯坦在光量子论中 认为电磁场震幅平方代表了光子的机率,物质波应该也是如此, 散射问题的波函数平方代表散射後出现在某位置的机率。 考虑一个受到仅存在短暂时间的微扰位能作用的系统, 原系统各本徵态对应的amplitude系数平方代表了跃迁机率。 再加上海森堡提出不确定性原理以及Ehrenfest theorem(物理量 算子期望值符合古典方程式)而逐渐形成现代诠释 --



※ 发信站: 批踢踢实业坊(ptt.cc), 来自: 218.166.141.252 (台湾)
※ 文章网址: https://webptt.com/cn.aspx?n=bbs/Physics/M.1572695969.A.FC6.html ※ 编辑: kuromu (218.166.141.252 台湾), 11/03/2019 04:55:16
1F:推 wohtp: 其实薛丁格一开始想直上relativistic wave equation,但是 11/03 12:37
2F:→ wohtp: 搞不定负能量的问题,所以最後只发表了non-relativistic理 11/03 12:37
3F:→ wohtp: 论 11/03 12:37
4F:→ yyc2008: 请问w大 Dirac当初不是也没搞定负能量? 11/03 23:29
5F:推 psion: 老薛一开始就是相对性方程 是跟实验数据不符才改非相对性 11/04 10:21
6F:推 wohtp: 啊原来不是负能量… 11/04 10:55
7F:→ yyc2008: 想顺便问一下,电子速度应达相对论性程度,为何非相对论性 11/05 02:03
8F:→ yyc2008: 量子力学仍然能有不错的结果? 11/05 02:03
9F:推 Vulpix: 就是因为还未达相对论性程度…… 11/05 02:09
10F:→ Vulpix: 相对论修正要跟轨道磁场一起看,那就是精细结构。粗略结构 11/05 02:10
11F:→ Vulpix: 还用不到相对论。 11/05 02:11
12F:→ yyc2008: 谢谢V大的解释,终於勾起我的回忆了 11/05 02:37







like.gif 您可能会有兴趣的文章
icon.png[问题/行为] 猫晚上进房间会不会有憋尿问题
icon.pngRe: [闲聊] 选了错误的女孩成为魔法少女 XDDDDDDDDDD
icon.png[正妹] 瑞典 一张
icon.png[心得] EMS高领长版毛衣.墨小楼MC1002
icon.png[分享] 丹龙隔热纸GE55+33+22
icon.png[问题] 清洗洗衣机
icon.png[寻物] 窗台下的空间
icon.png[闲聊] 双极の女神1 木魔爵
icon.png[售车] 新竹 1997 march 1297cc 白色 四门
icon.png[讨论] 能从照片感受到摄影者心情吗
icon.png[狂贺] 贺贺贺贺 贺!岛村卯月!总选举NO.1
icon.png[难过] 羡慕白皮肤的女生
icon.png阅读文章
icon.png[黑特]
icon.png[问题] SBK S1安装於安全帽位置
icon.png[分享] 旧woo100绝版开箱!!
icon.pngRe: [无言] 关於小包卫生纸
icon.png[开箱] E5-2683V3 RX480Strix 快睿C1 简单测试
icon.png[心得] 苍の海贼龙 地狱 执行者16PT
icon.png[售车] 1999年Virage iO 1.8EXi
icon.png[心得] 挑战33 LV10 狮子座pt solo
icon.png[闲聊] 手把手教你不被桶之新手主购教学
icon.png[分享] Civic Type R 量产版官方照无预警流出
icon.png[售车] Golf 4 2.0 银色 自排
icon.png[出售] Graco提篮汽座(有底座)2000元诚可议
icon.png[问题] 请问补牙材质掉了还能再补吗?(台中半年内
icon.png[问题] 44th 单曲 生写竟然都给重复的啊啊!
icon.png[心得] 华南红卡/icash 核卡
icon.png[问题] 拔牙矫正这样正常吗
icon.png[赠送] 老莫高业 初业 102年版
icon.png[情报] 三大行动支付 本季掀战火
icon.png[宝宝] 博客来Amos水蜡笔5/1特价五折
icon.pngRe: [心得] 新鲜人一些面试分享
icon.png[心得] 苍の海贼龙 地狱 麒麟25PT
icon.pngRe: [闲聊] (君の名は。雷慎入) 君名二创漫画翻译
icon.pngRe: [闲聊] OGN中场影片:失踪人口局 (英文字幕)
icon.png[问题] 台湾大哥大4G讯号差
icon.png[出售] [全国]全新千寻侘草LED灯, 水草

请输入看板名称,例如:e-shopping站内搜寻

TOP