为什么海森堡不确定性原理在描述宏观物体行为时并不重要?

为什么海森堡不确定性原理在描述宏观物体行为时并不重要?
Anonim

基本思想是物体越小,它获得的量子力学就越多。也就是说,它不太可能被牛顿力学描述。每当我们能够用力量和动量来描述东西并且非常肯定它时,它就是可以观察到物体的时候。你无法真正观察到周围的电子嗖嗖声,你无法在网中捕捉失控的质子。所以现在,我想是时候定义一个可观察的了。

以下是 量子力学可观测量:

位置

动量

潜在能量

动能

哈密 顿量(总能量)

角动量

他们每个人都有自己的 运营商,如势头正在 #( - 1H)/(2PI)d /(DX)# 或汉密尔顿主义者 #-h ^ 2 /(8PI ^ 2米)增量^ 2 /(DELTAX ^ 2)# 对于具有无限高墙的一维不可避免的边界(“盒子中的粒子”)。

当这些操作符彼此使用,并且您可以让它们通勤时,您可以同时观察两个相应的可观察对象。量子力学描述 海森堡不确定性原理 如下(转述):

当且仅当 #hatx,hatp = hatxhatp - hatphatx = 0#,可以同时观察位置和动量。否则,如果一方的确定性良好,另一方的不确定性太大,无法提供足够的保证。

让我们看看它是如何运作的。位置运算符就在你乘以的时候 #X#。如上所述,动量运算符是 #( - 1H)/(2PI)d /(DX)#,这意味着你取出导数然后乘以 #( - 1H)/(2PI)#。让我们看看为什么他们不通勤:

#x ( - ih)/(2pi)d /(dx) - (-ih)/(2pi)d /(dx) x = 0?#

通过乘以其一阶导数,在x上运算 #(1H)/(2PI)#和改变 # - ( - U)##+ U#.

#cancel(x ( - ih)/(2pi)d /(dx) 1)+(ih)/(2pi)= 0?#

哦,看那个! 1的导数是0!你知道吗, #x *( - ih)/(2pi)* 0 = 0#.

而且我们知道不能等于0。

#(ih)/(2pi)!= 0#

所以,这意味着位置和动力不会减少。但是,这只是电子(因此,费米子)之类的问题,因为:

- 电子彼此无法区分

- 电子很小很轻

- 电子可以隧道

- 电子就像波浪和粒子一样

对象越大,我们越能确信它遵守物理的标准定律,因此海森堡不确定性原则仅适用于那些我们无法观察到的事物。