真实的量子世界.doc

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1、真实的量子世界介绍《解读量子力学》一文《解读量子力学》一文分两篇文章,上篇为《解读量子力学》基础部分下篇《解读量子力学》测量部分一量子密码要解读量子力学必须弄清楚波所表达的物理图象是什么,它的物理意义是什么,即波的本质。《解读量子力学》就是在弄清楚了波的本质之后,在博文《波的本质》的基础上完稿的。波动图象不是运动的轨迹,它是运动的振动图象。单摆运动不是波,而是摆锤的左右摆动;但是它的运动可以转化为摆锤的受重力或势能的振动图象来描述,这样摆锤运动就被人们赋予了波的性质。量子力学是通过解读量子密码来获取微观信息的,量子密码是波函数所传达的微观信息。波函数是微观世界的传感

2、器,通过解读传感器所传来的量子密码,量子力学来构画出微观世界的图象的。量子力学是将原子等微观系统中粒子受力或势能的周期性变化,转化为简谐的振动图象来加以描写的。在探索微观的世界的进程中,由于原子中电子绕原子核运动的周期是瞬间的,几乎是不可捉摸的(见博文《新原子模型》)很难用运动轨迹和轨道方程来描写,用经典的轨道方程是很难进入微观世界的。德布罗意无意识的架起了一条微观与宏观勾通对话的通道,量子力学借用经典电磁波的图象和成熟的振动与波的数学模型,用德布罗意波巧妙的将粒子赋予了波的行为。将粒子的运动状态转化为粒子在系统内的周期振动状态来描述;也就是说,将粒子在系统中的运动

3、轨迹,转化为粒子受力或势能周期振动的振动函数,再用经典的波动理论来描述的。我在博文《波的本质》中已经说明波是力周期振动的图象,这是问题的关键。所以说,量子力学是研究波函数的学问,德布罗意假设是它的精髓。量子力学是处在数学和物理学中间的学问,它不管微观状态如何,甚至也不管物理本质和概念,它只管将粒子的运动转化为振动的状态函数,用振动波的形式对其描述的。既然粒子运动可以用波来描述,那么粒子的运动就化成了一条周期振动波的曲线,粒子也就有波动性了,这就是粒子“波粒二象性的真实物理内容。既然粒子有波动性”,结合德布罗意“通道”,就得出了“海森伯不确定关系”。局域在空间某一区域

4、内的粒子,必然不能用一个具有确定频率和波长的德布罗意波来表示,而必须用一个波包来表示。波包的包络线以群速度dω/dk运动.设有一个局域粒子,它用德布罗意波群(波包)来表示.对于每一分波,能量和频率的关系式为:E=hν;动量与波数的关系为p=hk.因此,群速度Vg=dω/dk也可以用下列方法表示出来:(公式略)群速度并不反映波的性质,而是更多的反映波包所通过的介质性质,量子力学通过如下假设,将粒子与德布区意波一致,即:(dE/dp)波包=(dE/dp)粒子在粒子能量的表达式中,只有动能依赖于动量,因此dE/dp=dK/dp,对于非相对论粒子,dk/dp=p/m,这就是

5、量子力学重要结果和支持:粒子的速度等于对应的波包群速度,又等于粒子的速度。波函数和光的电磁波具有相同的数学形式和结构,都是位移X和时间T的周期函。这种周期函数是一种振动图象的波动函数,是电子等粒子受电场力或势能的振动或波动,更本质的是受力的振动或波动。在原子中,电子不是绕原子核不停的旋转,而是每一个周期绕原子核转n圈(见博文(新原子模型和共价键》),这样,电子每转n圈为一个周期,可以用电子受电场力或势能的周期振动图象来描述。微观粒子完全都处在力或势能的周期运动中,都可以将它的转化为波动的图象来描述,这是量子力学能很好的描述微观状态的关键因素。将粒子的运动转化为波函数

6、来描述,波函数模的平方就有了新的物理意义,它应表示为粒子受电场力的概率分布。电子的两缝实验和电子的干涉没有任何关系。电子的波动是一个电子或波包形成的振动图象,电子的双缝实验是多达20000个以上电子形成的随机概率分布图象,两个电子或波包相互干涉只能是势能或电场力的叠加,不可能是电子出现的概率叠加。在物理学中,力是可以叠加的,有相应的物理图象;而电子出现的概率怎样干涉,怎样叠加,没相应的物理图象,出现的次数可以干涉,很难想象。玻恩的波函数概率诠释无相应的物理图象,波函数是势能的振动函数,势能由电场力决定的,所以波函数也是力的振动函数,波函数的模的平方就应表示为电子受电

7、场力的概率分布。二势能振动波函数在经典力学中,热能是位置的函数,在一维情况下,势能函数可以在平衡点,用泰勒数展开,最后化成一个简运动图象和函数来加以描述,通过德布罗意关系又将经典的势能波动图象转化为粒子的振动函数,并证明波函数就是粒子的振动函数,由于以下全是数学推导,本文从略三对薛定之学方程的诠释文章通过薛定谔方程的构思过程:①能量守恒,②单值,③方程的解与德布罗意关系一致,④满足因果律四个方面逐个分析其方程所表达的物理意义。并证明了薛定谔方程是粒子势能的振动方程;同时也证明了波函数对位移x的二阶导数和对时间t的一阶导数与粒子的势能存在某种线性关系(证明过程略)

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