【星環(huán)4期】【連載】LIDER談量子力學(其一)

聲明:
“本文已經(jīng)經(jīng)過原作者授權(quán),由星環(huán)計劃代理發(fā)布,需要轉(zhuǎn)載請注明原作者與出處。對本文內(nèi)容或項目組相關(guān)方面如有疑問,建議,批評,歡迎各位評論提出。”
原作者:liminf+limsup=∮me【LIDER】
后期:硅基【幻科聯(lián)】

小A:
“大家好久不見啊…內(nèi)個…就是……我們這么久沒更應該沒有人會打我吧(反正你們也打不著)那么在本期內(nèi)容開始之前,小A先代表星環(huán)項目組全體成員,特別是在學校用多媒體指揮被抓而被記過的硅基同志向各位道一聲歉。至于拖更了一個月的原因就是硅基同志去學校之后其他成員也紛紛開學了,導致內(nèi)務組織無人打理,一拖就到了國慶節(jié)。目前硅基同志已經(jīng)深刻反省了這次的事故,并且保證下次一定再犯絕對不會出現(xiàn)這樣的問題,并且對計劃方針做了一些小的調(diào)整,希望大家能多多包涵,請相信我們一定會越做越好。”

【連載系列】:LIDER量子力學(第一篇)
小A:
“這一次我們繼續(xù)為大家請來了上次為我們提供第二期內(nèi)容的提供者,同時也是LIDER組織的代表人“liminf+limsup=∮me”(簡稱L大大)大大帶來這一個新的連載系列,希望大家喜歡!”
L大大:
“今后就由我給大家來說一說量子力學吧[鞠躬]。不過今天給大家講的內(nèi)容不長(但是不簡單),各位放心。因為量子力學這門學科是十分深奧的,所以這個內(nèi)容是打算連載的,而單篇的內(nèi)容獨立性相對較強,在一起說不太合適,于是分開來講?!?/span>
今日主題“量子行為”:
L大大:
“量子力學描述的是物質(zhì)和光的行為的各方面細節(jié)。特別是亞原子層面以及原子客體。在微小尺度下的物質(zhì)行為非常反直覺。既不像波也不像粒子。更不像人類肉眼可見的一切事物。那么既然量子不可描述,那么其行為可以描述嗎?“
“of?course。今天我們要講的就是這個內(nèi)容,那么為了讓大家理解基本粒子的量子行為,我們先做一個關(guān)于子彈與電子的思想實驗:
首先想象一挺機關(guān)槍,不斷地射出子彈,通過兩個小孔(隨機)。并被一個后障所吸收,同時還有一個可移動探測器x。那么我們設定:
子彈通過小孔一的概率分布是L?,小孔二是L?。
根據(jù)常識,作為x的函數(shù)的概率:
L???=L?+L?.
但如果把子彈換成電子會如何呢?
電子通過小孔一的概率我們將其設為P?,通過小孔二的概率設為P?。
這時我們會發(fā)現(xiàn)P???不等于P?+P?!而是如下圖所示電子如波一樣出現(xiàn)了干涉項:
2Φ1Φ2

現(xiàn)在我們嘗試來分析一下干涉曲線,看能不能理解電子的行為。我們要做的第一件事就是猜測,電子在通過小孔前后總是以一顆一顆的方式出現(xiàn),所謂的一顆一顆就是電子,要么通過小孔一要么通過小孔二。這樣到達后障的粒子就分為兩類,通過小孔一的和通過小孔二的。
這樣我們所看到的曲線必然是通過小孔二的曲線與通過小孔一的曲線的疊加。我們通過實驗來檢測這個結(jié)果。分順序先后把小孔一或者小孔二遮住,那么我們可以得到第一次實驗的P1和第二次實驗的P2之和恰好等于P12.但是當兩個小孔同時打開時,P12顯然不是P1與P2之和。它們之間有干涉項。
怎么會發(fā)生這樣的干涉呢,怎么能呢?或許我們應該說最開始的猜測是不正確的。如果是這樣的話,我們應該假設電子在通過小孔時應該以其他的機制通過,比如說波。而經(jīng)過計算,電子的干涉曲線正好符合了這一猜想,其P???曲線與波的實驗完全符合。這樣我們可以得出結(jié)論:‘電子作為完整的粒子總是以顆粒的方式到達,這些顆粒到達的概率分布像波的強度(波的振幅平方對時間的平均值)分布。且到達后障上一個特定點的電子數(shù)量不等于通過小孔一的電子數(shù)量加上小孔二的數(shù)目。’?”
“而在以上的思想實驗中,電子并未被我們監(jiān)視,或者換句話說電子通過小孔時我們并不知道,我們只知道開始和結(jié)果。那么如果考慮其過程是否也會得到與這次相同的結(jié)果呢?
關(guān)于這個內(nèi)容,我們還是下期再談……”
【雷鳴般的掌聲】
(未完待續(xù))

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