Действительно ли принцип неопределенности исключает существование определенной траектории электронов?

Выдержка из моего учебника

Невозможно одновременно определить точное положение и точный импульс (или скорость) электрона.

Это исключает существование определенных траекторий электронов и других подобных частиц.

Итак, мы не можем знать точное положение и скорость электрона в любой момент. Но как отсюда следует, что электроны не следуют определенным путям.

Разве тот факт, что нам нужен свет, чтобы отражаться от чего-то, чтобы увидеть это, не есть простое ограничение с нашей стороны, ограничение человеческого глаза?

Чтобы наблюдать электрон, нам нужно осветить его «светом» или электромагнитным излучением. Используемый «свет» должен иметь длину волны меньше размеров электрона. Фотоны такого света с большим импульсом изменят энергию электронов в результате столкновений. Мы могли бы рассчитать положение электрона, но очень мало знали бы о его скорости после столкновения.

Это может показаться глупым вопросом, на самом деле я мало знаю о квантовой механике. В моем учебнике эти темы рассматриваются неопределенно.

Было бы полезно, если бы ответ был изложен простыми словами, а не математическими уравнениями.

Есть и другие, более фундаментальные причины, по которым не существует такой вещи, как определенная траектория. Вы имеете дело с вероятностью, где частица появится дальше. Базовый обзор QfT объяснит это лучше, чем я, если вам интересно. Не мое д/в, спешу добавить
Ваш учебник вводит в заблуждение, поэтому вы получили D / V, так что это не вы лично, imo.
@Countto10 Спасибо за комментарий. Что такое QfT и д/в? и да, я согласен с вами по второму комментарию!
@ Countto10 На самом деле нет необходимости вникать в КТП, чтобы понять, почему мы не думаем о траекториях электронов как о классических путях (то есть, как вы думаете о макроскопическом шаре).
Вы не сказали, что вы подразумеваете под "траекторией". Но если вы имеете в виду функцию ф который сопоставляет время с позициями, так что во время т электрон находится в положении ф ( т ) (имеется в виду собственное состояние оператора положения с собственным значением ф ( т ) ), то это заведомо невозможно по нескольким причинам, начиная с того, что оператор положения не имеет собственных состояний.
Но они могут появиться где угодно, и у них есть вероятность (ничего определенного, но весьма вероятная), что они появятся из поля в точке B, начав с точки A. d/v — отрицательный голос.
@DanielSank Я действительно ценю вашу точку зрения, но я получил совершенно противоположный ответ от очень авторитетного и очень уважаемого пользователя на этом сайте на сообщение, на которое я недавно ответил, которое сказало мне не отвечать упрощенным способом, который я считал уместным, поскольку ОП нужно было бы разучить простые идеи, которые я считал лучшими для использования.
Во-первых, полностью забудьте, что вы можете думать о частице как о очень маленьком футбольном мяче, так что нет прямой линии между точками A и B. В КМ вы не имеете дело с рождением и уничтожением частиц, уравнением Шредингера недостаточно, чтобы объяснить это. Но в квантовой теории поля фундаментальной «вещью» является поле, из которого могут появляться и исчезать частицы.

Ответы (2)

Да, это так. Существует распространенное неправильное понимание принципа неопределенности как нашего собственного недостатка знаний. Когда вы читаете плохие описания, такие как «невозможно определить моментум и положение одновременно», вы можете интерпретировать «невозможно» как ограничение наших знаний или инструментов. Это не. Принцип неопределенности означает, что электрон НЕ ИМЕЕТ точного положения и точного импульса одновременно. Какими бы прекрасными ни были инструменты, вы не можете измерить то, чего нет.

Почему? Простой. Частицы взаимодействуют друг с другом как частицы, но между взаимодействиями летят как волны. Например, если вы пошлете электрон через экран с двумя щелями, он пройдет через обе одновременно. Посмотрите эксперимент с двумя щелями для получения дополнительной информации.

Это называется дуализмом частиц и волн, который описывает природу нашей реальности. Частицы — это не микроскопические «шарики». Частицы — это волны, которые взаимодействуют друг с другом как «шарики» только при встрече. Квантовая механика также известна как волновая механика, поскольку она описывает частицы как волновые функции с квантовыми свойствами.

вопрос о том, исключает ли он определенные траектории, является более интерпретативным. Пример: теория де Бройля-Бома, в которой частицы могут иметь классические траектории, и вы все равно получаете теорию, которая дает все стандартные результаты квантовой механики. Кроме того, вы не можете сказать, что частица — это волна. Все, что вы можете сказать, это то, что теории, которые моделируют это как волну, дают хорошие результаты.
Я согласен с тем, что принцип неопределенности является фундаментальной вещью, но моя точка зрения заключается в том, что он не запрещает определенные траектории. Вы можете восстановить всю квантовую механику, сохранив при этом классические траектории. (Я признаю, что несколько играю в адвоката дьявола, поскольку я думаю, что теория пилотной волны просто представляет интерес). Теория по существу нефальсифицируема, поскольку она не делает четких предсказаний, отличных от КМ. Но это означает, что вы не можете сказать, что HUP исключает определенные траектории.
Я не обязательно не согласен с большинством этих критических замечаний в отношении теории пилотных волн, но она определенно допускает существование классических траекторий, что на самом деле было первоначальным вопросом. Я не говорю, что они существуют, просто HUP не исключает возможности их существования, что, согласитесь, интересно. Я больше не согласен со второй половиной вашего комментария. По сути, это недостаточно развитая теория. Несправедливо критиковать его за неэлегантную форму.

Существует формулировка квантовой механики, называемая теорией де Бройля-Бома, в которой частицы движутся по определенным траекториям. Эти траектории являются решениями Вопрос к так называемого управляющего уравнения

д Вопрос к д т "=" ℑ ψ † ∇ к ψ | ψ | 2 ,
где ψ является решением обычного уравнения Шрёдингера.

Это отвечает на ваш вопрос с нет. Соотношение неопределенностей может быть получено в теории де Бройля-Бома для результатов измерений. Вот где это становится актуальным: хотя теория описывает точные траектории электронов, их нельзя измерить с произвольной точностью. Но это, как указывалось, например, во многих работах Джона Белла, не является недостатком теории, а является чем-то, чего следует ожидать от теории малых вещей: мнению, показать достойное смирение, а не только прискорбное пристрастие к метафизике».

Действительно ли принцип неопределенности исключает существование определенной траектории электронов?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v