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標題: 如何通俗地给人解释量子 [打印本頁]

作者: geilidc    時間: 2021-11-28 03:30
標題: 如何通俗地给人解释量子
两个人甩绳子,绳子上会有波峰波谷的一个波动,一般而言,就可以允许一个人(为什么我要让一个人而不是两个人在里面跳呢?我就这么随便说一个,你如果愿意,可以让任何数量的人在里面跳。)在里面跳大绳了。



如果两个人力大无穷,而且甩的够快,这样他们可以甩出很多的波动来,就有很多人可以在不同的“波包”里面跳大绳了。

我们注意到两个人甩绳子的时候手的位置几乎没有变化,就算他投机取巧,在抡圆胳膊甩大绳,我也可以说他的手臂也是绳子的一部分。
于是,我们很快得出一个结论,每个跳大绳的人占据的是绳长的整数分之一。(这里我们就看出来了,如果一开始画了很多人,只不过是把这句话开头的“每个”变成了“每n个”而已)

这个一个“波包”的长度,是l/m(其中l是两个甩绳人的距离,m是人的个数,显然是整数)。这就是长度的“量子”。就是如此的简单。
如果我们学过力学或者其他知识,我们很简单可以写出每个“绳子量子”具有的能量,它们也是分立的,也是量子化的。
那么对这个“绳子量子”而言,类似的一切力学量,比如动量啊,速度之类的,就是因为波包的长度是量子化的,是分立的,不能随意取值的,这些力学量也都是“量子”的。





小伙伴们可能会觉得,这跟量子啥关系啊,这不就是经典的驻波吗?拨动琴弦时,一根琴弦也是这么振动的;唱歌时候,如果用到共鸣,那么圆润的头腔共鸣,也会是这样的声波形状。
莫非量子也跳大绳?
诶,其实这么想也有点道理,因为量子力学的最重要的假设就是把世界上一切物质都用“波函数”来完备地描述。这就是说所有的物质都是一种“波”,只不过在不同尺度下,它的“波”性质和粒子性质会有不同程度的体现而已。

这种力学量不能随意取值,要满足一定方程弦或者电磁波要满足的是波动方程,量子化的某些粒子就要满足薛定谔方程和边界条件在绳子量子问题中,边界条件就是:当x=0和x=l时,波的振幅,也就是纵向的位移为0,即y=0的只能取分立的值的现象,就是量子现象。
这种现象里的各种分立值的力学量,就可以被称为量子化的力学量,比如“量子化的能量” “量子化的波长”等等。
最常见的当然就是能量的量子化。








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