量子力學不確定性原理動量位移（量子力學不確定性）

大家好，我是小夏，我來為大家解答以上問題。量子力學不確定性原理動量位移，量子力學不確定性很多人還不知道，現在讓我們一起來看看吧！

1、定義 又名“測不準原理”、“不確定關系”,英文"Uncertainty principle"，是量子力學的一個基本原理，由德國物理學家海森堡于1927年提出。

2、 該原理表明：一個微觀粒子的某些物理量（如位置和動量，或方位角與動量矩，還有時間和能量等），不可能同時具有確定的數值，其中一個量越確定，另一個量的不確定程度就越大。

3、測量一對共軛量的誤差的乘積必然大于常數 h/2π （h是普朗克常數）是海森堡在1927年首先提出的，它反映了微觀粒子運動的基本規律，是物理學中又一條重要原理。

4、 理論背景 海森伯在創立矩陣力學時，對形象化的圖象采取否定態度。

5、但他在表述中仍然需要使用“坐標”、“速度”之類的詞匯，當然這些詞匯已經不再等同于經典理論中的那些詞匯。

6、可是，究竟應該怎樣理解這些詞匯新的物理意義呢？海森伯抓住云室實驗中觀察電子徑跡的問題進行思考。

7、他試圖用矩陣力學為電子徑跡作出數學表述，可是沒有成功。

8、這使海森伯陷入困境。

9、他反復考慮，意識到關鍵在于電子軌道的提法本身有問題。

10、人們看到的徑跡并不是電子的真正軌道，而是水滴串形成的霧跡，水滴遠比電子大，所以人們也許只能觀察到一系列電子的不確定的位置，而不是電子的準確軌道。

11、因此，在量子力學中，一個電子只能以一定的不確定性處于某一位置，同時也只能以一定的不確定性具有某一速度。

12、可以把這些不確定性限制在最小的范圍內，但不能等于零。

13、這就是海森伯對不確定性最初的思考。

14、據海森伯晚年回憶，愛因斯坦1926年的一次談話啟發了他。

15、愛因斯坦和海森伯討論可不可以考慮電子軌道時，曾質問過海森伯：“難道說你是認真相信只有可觀察量才應當進入物理理論嗎？”對此海森伯答復說：“你處理相對論不正是這樣的嗎？你曾強調過絕對時間是不許可的，僅僅是因為絕對時間是不能被觀察的。

16、”愛因斯坦承認這一點，但是又說：“一個人把實際觀察到的東西記在心里，會有啟發性幫助的……在原則上試圖單靠可觀察量來建立理論，那是完全錯誤的。

17、實際上恰恰相反，是理論決定我們能夠觀察到的東西……只有理論，即只有關于自然規律的知識，才能使我們從感覺印象推論出基本現象。

18、” 海森伯在1927年的論文一開頭就說：“如果誰想要闡明‘一個物體的位置’（例如一個電子的位置）這個短語的意義，那么他就要描述一個能夠測量‘電子位置’的實驗，否則這個短語就根本沒有意義。

19、”海森伯在談到諸如位置與動量，或能量與時間這樣一些正則共軛量的不確定關系時，說：“這種不確定性正是量子力學中出現統計關系的根本原因。

20、” 海森伯測不準原理是通過一些實驗來論證的。

21、設想用一個γ射線顯微鏡來觀察一個電子的坐標，因為γ射線顯微鏡的分辨本領受到波長λ的限制，所用光的波長λ越短，顯微鏡的分辨率越高，從而測定電子坐標不確定的程度△q就越小，所以△q∝λ。

22、但另一方面，光照射到電子，可以看成是光量子和電子的碰撞，波長λ越短，光量子的動量就越大，所以有△p∝1/λ。

23、經過一番推理計算，海森伯得出：△q△p＝h/4π。

24、海森伯寫道：“在位置被測定的一瞬，即當光子正被電子偏轉時，電子的動量發生一個不連續的變化，因此，在確知電子位置的瞬間，關于它的動量我們就只能知道相應于其不連續變化的大小的程度。

25、于是，位置測定得越準確，動量的測定就越不準確，反之亦然。

26、” 海森伯還通過對確定原子磁矩的斯特恩-蓋拉赫實驗的分析證明，原子穿過偏轉所費的時間△T越長，能量測量中的不確定性△E就越小。

27、再加上德布羅意關系λ＝h/p，海森伯得到△E△T>=h/2π，并且作出結論：“能量的準確測定如何，只有靠相應的對時間的測不準量才能得到。

28、” 海森伯的測不準原理得到了玻爾的支持，但玻爾不同意他的推理方式，認為他建立測不準關系所用的基本概念有問題。

29、雙方發生過激烈的爭論。

30、玻爾的觀點是測不準關系的基礎在于波粒二象性，他說：“這才是問題的核心。

31、”而海森伯說：“我們已經有了一個貫徹一致的數學推理方式，它把觀察到的一切告訴了人們。

32、在自然界中沒有什么東西是這個數學推理方式不能描述的。

33、”玻爾則說：“完備的物理解釋應當絕對地高于數學形式體系。

34、” 玻爾更著重于從哲學上考慮問題。

35、1927年玻爾作了《量子公設和原子理論的新進展》的演講，提出著名的互補原理。

36、他指出，在物理理論中，平常大家總是認為可以不必干涉所研究的對象，就可以觀測該對象，但從量子理論看來卻不可能，因為對原子體系的任何觀測，都將涉及所觀測的對象在觀測過程中已經有所改變，因此不可能有單一的定義，平常所謂的因果性不復存在。

37、對經典理論來說是互相排斥的不同性質，在量子理論中卻成了互相補充的一些側面。

38、波粒二象性正是互補性的一個重要表現。

39、測不準原理和其它量子力學結論也可從這里得到解釋。

本文到此講解完畢了，希望對大家有幫助。