作者salami (史莱姆)
看板ZooStudy
标题Re: 量子力学跟相对论@@ 可以混用吗
时间Wed Jun 11 17:01:29 2003
※ 引述《microball (迎向 七月 盛夏)》之铭言:
: ※ 引述《salami (史莱姆)》之铭言:
: : 乱七八糟....
: : 这样硬是把两E全等起来是不对的
: : 前面那一个E 指的是[位能]
: : 并且是以波耳的氢原子模型为假设 所推导出的
: : 完全是古典的力学与电磁学
: : 後面的那个E 则是[总能]
: : 这个[总能]包括了电子的[动能]和[静止位能 mc2]
: : 并且是考虑狭义相对论之下的[罗伦兹变换] 也就是[钟慢尺缩]
: : 最後所的到的结果
: : 所以知道问题在哪里了吧
: : 两个E根本就是不同的东西 不能随便看到E就让他们相等啊
: 其实我要问的是,
: 在相对论中的E,要如何在氢原子模型中求得?
: 因为位能是任意定的
: 座标系也不知道要选哪一个
: 但是换句话说,如果真的可以求得一个电子的总能(在氢原子束缚中)
: 那麽就可以算出电子的「速度」了
ㄟ...一个一个来吧
首先,先解决掉「你所说的位能」
这个位能并不在相对论中的E出现吧
你可以回头查看公式
至於所提到的位能
你这样想 一定来自一个「场」
这个「场」自然必须是原子或其他带电粒子,所形成的电场、重力场等等
但是你应该还记得
为了方便起见 我们常常会设定「绝对位能」 或是「绝对电位能」
就是令无穷远处为零的那一招必杀技!
但是在相对论中的E..并没有包括位能!
下一个
相对论中的E,包括了静止位能mc2+粒子动能K
前者可以由m求得,後者仍然可以由r、m、v、c求出
所以真正的问题应该是「所谓的v」,究竟是什麽?
甚至是「所谓的动能K」究竟是什麽?
这个「所谓的动能K」无消分说,自然受到「所谓的v」的影响
所以你所说「知道总能(换句话说:知道动能),就可以算出速度」是没有错的,
也就是 「一个v,对应到一个K」 「一个K,对应到一个v」
这是对的!不必怀疑
比方说
你 坐在0.6倍光速的太空船(相对於地球的某地的地面上之速)(上前进)
对你而言,太空船是静止的(v=0),自然就没有动能(K=0)
而此时 「你所认定的」「太空船的E」= mc2+K = mc2 + 0 = mc2
但是对 地上的人 而言(注意:地上的人不见得就叫做「静止」)
因为他和太空船有相对速度 所以 v' != 0 (「!=」为「不等於」)
「他所认定的」「太空船的E」= mc2+K > mc2
和前者不同!
: 但是电子是以机率波的形式描述
: 所以跟「速度」的概念不大相容...
这句话相对於前面 是突跳出来的
在侠义相对论和氢原子模型提出的时候
并没有机率波这样的概念
也可以说
当近代物理的实验发现了电子居然具有波动的行为模式
并且不能以粒子行为来解释
(比方电子干涉绕射的实验,就是用电子枪对着双狭缝打的那个实验)
就遇到了你提出的问题
物理学家完全不能想像,电子居然有了 几百年来都没有的波动性质
於是经过了许多人的努力,比方薛丁格,海森堡
才建构出了量子力学理论 也才开始有用波函数来表示电子(及其他粒子)的方式
所以这个问题问的好~~
这或许就是为什麽几乎所有的物理学书籍,根本就是在教「物理科学史」的原因了
: 感觉两个理论都处理了各自的问题
: 可是合不起来,还是普物的范围教的本来就是合不起来的|||
因为是新理论和旧理论两个
後者推翻了前者的范畴
因此所谓的「科学哲学」
特别强调这种「物理式」的「打破典范」
: : 量子场论跟这个更是没有关系的
: : 基本是你可以想像近代物理理论的建构
: : 侠义相对论-> 广义相对论--------
: : ↓
: : ---> 相对论量子力学
: : ↑
: : 量子力学-----------------------
: : 量子场论更是完全不同的东西 我也未学过
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