不确定性原理是谁提出来的?
测不准原理(the Uncertainty principle) 由 量子力学创始人 海森堡 (Heisenberg)提出。该原理揭示了微观粒子运动的基本规律:粒子在客观上不能同时具有确定的坐标位置及相应的动量。如果微观粒子的位置的不确定范围是 Δp,同时测得的微粒的动量的不确定范围是 Δq。Δp与Δq的乘积总是大于 hbar/2。这里 hbar = h/2π,h 为普朗克(Plank) 常数。测不准原来来源于微观粒子的波粒二象性,是微观粒子的基本属性,所谓的测不准与测量仪器的精度无关。测不准原理 现也通常被称作 不确定关系。
可能上面的说法比较专业,因为他是基于微观世界,也就是量子学说来的。其实在现实中也是遵循测不准原理的,只是可以忽略不计而已。如:一颗子弹射击出去,他的靶点不是固定在一个点上,而是在一个范围内(约10的-7次方米的一个范围内),在这个范围内,是不能确定。这个就是测不准原理。
因为现实世界中,物体都比较大,速度也慢,所以测不准原理基本是没有什么用的,因为测不准范围很小。只有微观世界才有用。
海森伯在创立矩阵力学时,对形象化的图象采取否定态度。但他在表述中仍然需要“坐标”、“速度”之类的词汇,当然这些词汇已经不再等同于经典理论中的那些词汇。可是,究竟应该怎样理解这些词汇新的物理意义呢?海森伯抓住云室实验中观察电子径迹的问题进行思考。他试图用矩阵力学为电子径迹作出数学表述,可是没有成功。这使海森伯陷入困境。他反复考虑,意识到关键在于电子轨道的提法本身有问题。人们看到的径迹并不是电子的真正轨道,而是水滴串形成的雾迹,水滴远比电子大,所以人们也许只能观察到一系列电子的不确定的位置,而不是电子的准确轨道。因此,在量子力学中,一个电子只能以一定的不确定性处于某一位置,同时也只能以一定的不确定性具有某一速度。可以把这些不确定性限制在最小的范围内,但不能等于零。这就是海森伯对不确定性最初的思考。据海森伯晚年回忆,爱因斯坦1926年的一次谈话启发了他。爱因斯坦和海森伯讨论可不可以考虑电子轨道时,曾质问过海森伯:“难道说你是认真相信只有可观察量才应当进入物理理论吗?”对此海森伯答复说:“你处理相对论不正是这样的吗?你曾强调过绝对时间是不许可的,仅仅是因为绝对时间是不能被观察的。”爱因斯坦承认这一点,但是又说:“一个人把实际观察到的东西记在心里,会有启发性帮助的……在原则上试图单靠可观察量来建立理论,那是完全错误的。实际上恰恰相反,是理论决定我们能够观察到的东西……只有理论,即只有关于自然规律的知识,才能使我们从感觉印象推论出基本现象。”
海森伯在1927年的论文一开头就说:“如果谁想要阐明‘一个物体的位置’(例如一个电子的位置)这个短语的意义,那么他就要描述一个能够测量‘电子位置’的实验,否则这个短语就根本没有意义。”海森伯在谈到诸如位置与动量,或能量与时间这样一些正则共轭量的不确定关系时,说:“这种不确定性正是量子力学中出现统计关系的根本原因。”
海森伯测不准原理是通过一些实验来论证的。设想用一个γ射线显微镜来观察一个电子的坐标,因为γ射线显微镜的分辨本领受到波长λ的限制,所用光的波长λ越短,显微镜的分辨率越高,从而测定电子坐标不确定的程度△q就越小,所以△q∝λ。但另一方面,光照射到电子,可以看成是光量子和电子的碰撞,波长λ越短,光量子的动量就越大,所以有△p∝1/λ。经过一番推理计算,海森伯得出:△q△p=h/4π。海森伯写道:“在位置被测定的一瞬,即当光子正被电子偏转时,电子的动量发生一个不连续的变化,因此,在确知电子位置的瞬间,关于它的动量我们就只能知道相应于其不连续变化的大小的程度。于是,位置测定得越准确,动量的测定就越不准确,反之亦然。”
海森伯还通过对确定原子磁矩的斯特恩-盖拉赫实验的分析证明,原子穿过偏转所费的时间△T越长,能量测量中的不确定性△E就越小。再加上德布罗意关系λ=h/p,海森伯得到△E△T<h,并且作出结论:“能量的准确测定如何,只有靠相应的对时间的测不准量才能得到。”
海森伯的测不准原理得到了玻尔的支持,但玻尔不同意他的推理方式,认为他建立测不准关系所用的基本概念有问题。双方发生过激烈的争论。玻尔的观点是测不准关系的基础在于波粒二象性,他说:“这才是问题的核心。”而海森伯说:“我们已经有了一个贯彻一致的数学推理方式,它把观察到的一切告诉了人们。在自然界中没有什么东西是这个数学推理方式不能描述的。”玻尔则说:“完备的物理解释应当绝对地高于数学形式体系。”
玻尔更着重于从哲学上考虑问题。1927年玻尔作了《量子公设和原子理论的新进展》的演讲,提出著名的互补原理。他指出,在物理理论中,平常大家总是认为可以不必干涉所研究的对象,就可以观测该对象,但从量子理论看来却不可能,因为对原子体系的任何观测,都将涉及所观测的对象在观测过程中已经有所改变,因此不可能有单一的定义,平常所谓的因果性不复存在。对经典理论来说是互相排斥的不同性质,在量子理论中却成了互相补充的一些侧面。波粒二象性正是互补性的一个重要表现。测不准原理和其它量子力学结论也可从这里得到解释。
“测不准”原理是谁提出的?
量子力学中坐标与动量的测不准关系式的推导?时间与能量的测不准关系式的推导?微观粒子的动量和位置不能同时确定时,这种关系称为不确定关系。不确定性原理,是量子力学的一个基本原理,由德国物理学家海森堡于1927年提出。
谁知道 测不准关系 是什么?
这句话是错误的h就是一个自然常数,不会变化
只能说你处理问题时,令h=0得到的结果不会有很大偏差
理论物理学领域所说的“测不准关系”指的是什么?
“测不准”就是说,我们要看到一个东西就必须得到从那里传来的光,为此我们要先向它发出光来得到反射光,在微观尺度下,我们放射出的光子会改变粒子的状态,导致:在某一刻物体的位置和动量我们只能的到其中一个数据。量子论主要就是从这里开始的···然后引申,扩展···
测不准关系的内容是什么?其物理意义是什么?
海森伯测不准原理海森伯测不准原理是通过一些实验来论证的。设想用一个γ射线显微镜来观察一个电子的坐标,因为γ射线显微镜的分辨本领受到波长λ的限制,所用光的波长λ越短,显微镜的分辨率越高,从而测定电子坐标不确定的程度△q就越小,所以△q∝λ。但另一方面,光照射到电子,可以看成是光量子和电子的碰撞,波长λ越短,光量子的动量就越大,所以有△p∝1/λ。经过一番推理计算,海森伯得出:△q△p≥h/4π。海森伯写道:“在位置被测定的一瞬,即当光子正被电子偏转时,电子的动量发生一个不连续的变化,因此,在确知电子位置的瞬间,关于它的动量我们就只能知道相应于其不连续变化的大小的程度。于是,位置测定得越准确,动量的测定就越不准确,反之亦然。”
海森伯还通过对确定原子磁矩的斯特恩-盖拉赫实验的分析证明,原子穿过偏转所费的时间△T越长,能量测量中的不确定性△E就越小。再加上德布罗意关系λ=h/p,海森伯得到△E△T≥h/2π,并且作出结论:“能量的准确测定如何,只有靠相应的对时间的测不准量才能得到。”。。。。。。。。。。。。
量子论的主要内容是什么?还有就是“测不准”关系是怎么得出的?
测不准原理也叫不确定原理,是海森伯在1927年首先提出的,它反映了微观粒子运动的基本规律,是物理学中又一条重要原理。海森伯在创立矩阵力学时,对形象化的图象采取否定态度。但他在表述中仍然需要“坐标”、“速度”之类的词汇,当然这些词汇已经不再等同于经典理论中的那些词汇。可是,究竟应该怎样理解这些词汇新的物理意义呢?海森伯抓住云室实验中观察电子径迹的问题进行思考。他试图用矩阵力学为电子径迹作出数学表述,可是没有成功。这使海森伯陷入困境。他反复考虑,意识到关键在于电子轨道的提法本身有问题。人们看到的径迹并不是电子的真正轨道,而是水滴串形成的雾迹,水滴远比电子大,所以人们也许只能观察到一系列电子的不确定的位置,而不是电子的准确轨道。因此,在量子力学中,一个电子只能以一定的不确定性处于某一位置,同时也只能以一定的不确定性具有某一速度。可以把这些不确定性限制在最小的范围内,但不能等于零。这就是海森伯对不确定性最初的思考。据海森伯晚年回忆,爱因斯坦1926年的一次谈话启发了他。爱因斯坦和海森伯讨论可不可以考虑电子轨道时,曾质问过海森伯:“难道说你是认真相信只有可观察量才应当进入物理理论吗?”对此海森伯答复说:“你处理相对论不正是这样的吗?你曾强调过绝对时间是不许可的,仅仅是因为绝对时间是不能被观察的。”爱因斯坦承认这一点,但是又说:“一个人把实际观察到的东西记在心里,会有启发性帮助的……在原则上试图单靠可观察量来建立理论,那是完全错误的。实际上恰恰相反,是理论决定我们能够观察到的东西……只有理论,即只有关于自然规律的知识,才能使我们从感觉印象推论出基本现象。”
海森伯在1927年的论文一开头就说:“如果谁想要阐明‘一个物体的位置’(例如一个电子的位置)这个短语的意义,那么他就要描述一个能够测量‘电子位置’的实验,否则这个短语就根本没有意义。”海森伯在谈到诸如位置与动量,或能量与时间这样一些正则共轭量的不确定关系时,说:“这种不确定性正是量子力学中出现统计关系的根本原因。”
海森伯测不准原理是通过一些实验来论证的。设想用一个γ射线显微镜来观察一个电子的坐标,因为γ射线显微镜的分辨本领受到波长λ的限制,所用光的波长λ越短,显微镜的分辨率越高,从而测定电子坐标不确定的程度△q就越小,所以△q∝λ。但另一方面,光照射到电子,可以看成是光量子和电子的碰撞,波长λ越短,光量子的动量就越大,所以有△p∝1/λ。经过一番推理计算,海森伯得出:△q△p=h/4π。海森伯写道:“在位置被测定的一瞬,即当光子正被电子偏转时,电子的动量发生一个不连续的变化,因此,在确知电子位置的瞬间,关于它的动量我们就只能知道相应于其不连续变化的大小的程度。于是,位置测定得越准确,动量的测定就越不准确,反之亦然。”
海森伯还通过对确定原子磁矩的斯特恩-盖拉赫实验的分析证明,原子穿过偏转所费的时间△T越长,能量测量中的不确定性△E就越小。再加上德布罗意关系λ=h/p,海森伯得到△E△T<h,并且作出结论:“能量的准确测定如何,只有靠相应的对时间的测不准量才能得到。”
海森伯的测不准原理得到了玻尔的支持,但玻尔不同意他的推理方式,认为他建立测不准关系所用的基本概念有问题。双方发生过激烈的争论。玻尔的观点是测不准关系的基础在于波粒二象性,他说:“这才是问题的核心。”而海森伯说:“我们已经有了一个贯彻一致的数学推理方式,它把观察到的一切告诉了人们。在自然界中没有什么东西是这个数学推理方式不能描述的。”玻尔则说:“完备的物理解释应当绝对地高于数学形式体系。”
玻尔更着重于从哲学上考虑问题。1927年玻尔作了《量子公设和原子理论的新进展》的演讲,提出著名的互补原理。他指出,在物理理论中,平常大家总是认为可以不必干涉所研究的对象,就可以观测该对象,但从量子理论看来却不可能,因为对原子体系的任何观测,都将涉及所观测的对象在观测过程中已经有所改变,因此不可能有单一的定义,平常所谓的因果性不复存在。对经典理论来说是互相排斥的不同性质,在量子理论中却成了互相补充的一些侧面。波粒二象性正是互补性的一个重要表现。测不准原理和其它量子力学结论也可从这里得到解释。
量子力学问题,测不准关系
假设想知道物体某种状态下的一个参数或指标,那么在测量时,一定会因为测量的原因影响该物体的原始状态。例,想测一个物体的温度,用温度计,那么所测的的温度不准,因为温度计从物体那儿吸热了,还辐射给物体热量,也从物体那接受辐射,测的就不是原来状态的温度了。
最经典的是量子物理里面薛定锷的猫例,指一个有50%衰变的粒子在黑盒子里,若衰变则杀死猫,不衰变就杀不死猫。不打开盒子不知道猫死没死,但是打开盒子就影响了粒子让它衰变,猫就死了。
定量上海森堡后来总结了不确定关系公式,不过更直观的理解见上。
量子力学中坐标与动量的测不准关系式的推导?时间与能量的测不准关系式的推导?
海森堡获得了洛克菲勒基金会的助学金,到丹麦哥本哈根大学进修。他的导师是丹麦著名的物理学家玻尔。这使海森堡在学术上又大大地向前迈进了一步。当时正是原子物理学迅速发展的时期,海森堡在长期考察和反复论证的基础上,发表了著名论文《量子论中运动学和力学的形象化内容》,第一次提出了“测不准”原理,对阐明量子力学的物理内容做出了重要贡献。他因此于1932年荣获诺贝尔物理学奖。