## 总结
量子力学、量子行为、测不准原理、不确定性
量子力学建立在测不准原理之上,仪器的精度和准确度在微观领域不能同时提高,观察微观世界的仪器本身就会对观察结果造成影响,从而测不准。
【资料图】
## 开篇
开篇写了本章的主要内容:为了解释微观世界和日常经验不同,并且用一种不可能以任何经典物理学来解释的现象说明了量子力学的要点。
包括四个假想的实验,我的概括是:子弹实验、波的实验、电子实验、外加光源的电子实验。
对比子弹的粒子性质和水波的波的性质,来理解电子的量子行为。以下是原文。
## 子弹实验
实验装置如图1-1所示,首先是一把扫射的机枪,向任意角度发射子弹;接着是一堵带有两个孔的墙,孔的大小每次只能通过一颗子弹,并且子弹通过孔后以随机的角度打向后障(子弹不是一直平行于孔的轴线打向后障);后障相当于靶子,能记录子弹,还有一个可移动探测器,距离中心位置为任意x的长度。
通过单位时间内,探测器接收的子弹数与后障“靶子”上的子弹数比较,就可以推测子弹出距离中心位置为x长度的概率。通过改变x的值,就能测出不同位置子弹距离中心的概率。
孔1打开,孔2关闭,图像为(b)的p1曲线;
孔1关闭,孔2打开,图像为(b)的p2曲线;
孔1、2打开,图像为(x)的曲线。
子弹的粒子特性,如图上述实验图像,概率是叠加的。以下是原文。
## 波的实验
实验装置如图1-2所示,有一个一直振动的波源,频率相同,产生圆形的波;有一堵墙带有两个孔的墙,后面是一个吸收器,波不会发生反射,吸收器上的可移动探测器能检测波的强度,根据振动强度不同,强度越大,探测器接收的波形起伏越明显。原文如下。
孔1打开,孔2关闭,如(b)的 i1。
孔1关闭,孔2打开,如(b)的 i2。
孔1、2打开,如(c)所示。
(c)并不是(b)的叠加,它满足三角函数的关系,两个波之间发生了叠加和抵消的“干涉”。
## 电子的干涉实验
首先说明,电子的实验现象与子弹的实验相似类似,但是实验的图像确实和波的实验图像一致。
实验装置如图1-3所示,电子枪发射电子,通过孔1或者孔2到后障,电子接触探测器后会发出“卡嗒”声响。
现象:不同位置,出现声响的时间快慢不一样,但是响度是一样的;
并且如果放置两个探测器,不可能同时发声,
也就是说电子有先后顺序,每个时刻只有1个电子到探测器,每个时刻只有一个电子通过孔1或孔2,要么通过孔1要么通过孔2。
实验现象表现出子弹实验中粒子的性质。
原文如下。
虽然实验现象如同粒子,但是实验图像类似于波的图像,并不是简单的叠加。
原文如下。
## 外加光源的电子实验
首先说明,外加光源观察电子后,实验的图像又类似于子弹实验的图像。
接着上面的实验,外加一个光源,光源可以观察电子(光子碰到电子后反射到人眼)从哪个孔进入。实验记录如图1-3所示。
孔1、2打开,外加光源,看到孔1附近闪光记录如p1’;看到孔2附近闪光记录如p2‘;不考虑闪光,总图记录如(c)。
改变光照强度,也许就能减少对电子的运动轨迹影响,但是再降低光照强度后,图像依然如此,并且闪光的强度是一样的(无论光照强度如何)。
当光照强度观察不到闪光时,图像又变成了类似于波的性质图像。
原文如下。
测不准原理。
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