薛定谔定律是什么 定义 ?应用?

薛定谔定律是什么 定义 ?应用?,第1张

“薛定谔方程(Schrodinger equation)又称薛定谔波动方程(Schrodinger wave equation)在量子力学中,体系的状态不能用力学量(例如x)的值来确定,而是要用力学量的函数Ψ(x,t),即波函数(又称概率幅,态函数)来确定,因此波函数成为量子力学研究的主要对象。力学量取值的概率分布如何,这个分布随时间如何变化,这些问题都可以通过求解波函数的薛定谔方程得到解答。这个方程是奥地利物理学家薛定谔于1926年提出的,它是量子力学最基本的方程之一,在量子力学中的地位与牛顿方程在经典力学中的地位相当。

薛定谔方程是量子力学最基本的方程,亦是量子力学的一个基本假定,其正确性只能靠实验来确定。”---引自。

主要应用于微观物理学,如果楼主不是研究量子物理的,这些方程几乎完全应用不到实践中。但某些现实的情况无法用经典力学的概念去阐释,例如,运动物体的电磁过程与牛顿力学所遵从的相对性原理不一致,爱因斯坦发现并解决了这个问题,但“天才”耗费了后半生,试图将“统一场论”的概念将宏观与微观的物理学有机的结合在一起,最终以失败告终。这个理论也被认为是“世间万物变化的最根本原理。”而人类想要探索这个原理,光靠几个“天才”是远远不够的。

方程在表述中,将时间和空间完整的分割,从而可以由定态方程转变为动态,最终可以完整表达出离子的波动函数。

薛定谔正如他的猫所表述的那样,量子的叠加态这个过程是不能被确定的,我们只能观测到结果。就好比:我在家中何处是不确定的,你看我一眼,我就突然现身于某处——客厅、餐厅、厨房、书房或卧室都有可能,而在你看我之前,我像云雾般隐身在家中,穿墙透壁到处游荡。在你意识到“需要看到我”,我便“应声出现”。薛定谔为了解释这样一种不确定性,从而用一个二阶偏微分方程来阐释他所认为的微观世界,即“不能确定离子出现的位置,直到他被我们观测到,并且通过方程来表达出现在这一位置的概率。”

薛定谔猫(英语:Schrödinger's Cat)是奥地利物理学者埃尔温·薛定谔于1935年提出的一个思想实验。通过这思想实验,薛定谔指出了应用量子力学的哥本哈根诠释于宏观物体会产生的问题,以及这问题与物理常识之间的矛盾。

在这思想实验里,由于先前发生事件的随机性质,猫会处于生存与死亡的叠加态。

根据退相干理论,猫不可能永远处于生存与死亡的叠加态,由于环境的影响,很快地会产生退相干效应,猫改而处于生存或死亡的经典统计学状态,因此,一般而言,绝对无法观察到这生存与死亡的叠加态。至今为止,物理学者只能精心制备出一些介观物体的叠加态。

虽然这是个思想实验,类似原理已被研究与运用在实际应用领域。当理论研讨量子力学的诠释问题时,这思想实验也时常会被特别提出为试金石。

实验概述

实验者甚至可以设置出相当荒谬的案例来。把一只猫关在一个封闭的铁容器里面,并且装置以下仪器(注意必须确保这仪器不被容器中的猫直接干扰):

在一台盖革计数器内置入极少量放射性物质,在一小时内,这个放射性物质至少有一个原子衰变的概率为50%,它没有任何原子衰变的概率也同样为50%;假若衰变事件发生了,则盖革计数管会放电,通过继电器启动一个榔头,榔头会打破装有氰化氢的烧瓶。

经过一小时以后,假若没有发生衰变事件,则猫仍旧存活;否则发生衰变,这套机构被触发,氰化氢挥发,导致猫随即死亡。用以描述整个事件的波函数竟然表达出了活猫与死猫各半纠合在一起的状态。 

类似这典型案例的众多案例里,原本只局限于原子领域的不明确性被以一种巧妙的机制变为宏观不明确性,只有通过打开这个箱子来直接观察才能解除这样的不明确性。它使得我们难以如此天真地接受采用这种笼统的模型来正确代表实体的量子特性。

就其本身的意义而言,它不会蕴含任何不清楚或矛盾的涵义。但是,在一张摇晃或失焦的与云堆雾层的快照之间,实则有很大的不同之处。

——埃尔温·薛定谔,Die gegenwärtige Situation in der Quantenmechanik (The present situation in quantum mechanics)

薛定谔的著名思想实验提出一个很尖锐的问题:这系统从什么时候开始不再处于两种不同量子态共同组成的叠加态,转而坍缩为其中的一种?更技术性地说,由于薛定谔方程的线性性质,它不能促使这叠加态坍缩,它只能展示这叠加态随着时间演进而演化的可能结果。

一个量子系统什么时候开始不再是几个量子态的线性组合(尽管这几个量子态中的每一个量子态都像是不同的经典状态,量子系统不能同时显现为几个经典状态,只能显现为其中一个经典状态),转而开始拥有唯一的经典描述?这就是这思想实验令人揣测之处。

假若猫仍旧存活着,它一直只记得它存活着。但是,符合标准量子力学的诠释竟然要求,像猫、日记一类的宏观物体不必永久具有唯一的经典描述。这思想实验描绘出一幅表观的吊诡。

直觉而言,观察者不能处于叠加的状态;可是,从这思想实验来思考,似乎猫可以处于叠加的状态。是否猫也必须成为观察者,或者,猫的存在于单独、良好定义的经典状态这案例,必需要求另外有一位外来观察者存在?

爱因斯坦觉得每一种选项都很荒谬,他特别觉得这思想实验极具凸显出这些论题的能力。1950年,在一封寄给薛定谔的信件里,他阐述:

只要一个人抱着诚实的科学态度,他就无法逃避实体这假设,除了劳厄以外,在当今物理学者中,只有你看到了这重点。大多数学者不了解他们对于实体所玩弄的是什么危险游戏,他们以为实验建立的结果与实体无关。

可是,他们的诠释已被你的放射性物质+放大器+火药+猫这盒子系统精致地反驳。这系统的波函数既表现出生气蓬勃的猫,又表现出血肉模糊的猫。没有任何学者会真正质疑猫的存在或缺席与观察这动作无关。

劳厄指的是物理学者马克斯·冯·劳厄。注意到在薛定谔的思想实验里,并没有提到火药。他是使用盖革计数器为放大器,使用氰化氢来代替火药。在爱因斯坦15年前给出的原本建议里,提到了火药。显然地,爱因斯坦依旧牢记旧理论的惊奇威力。

扩展资料:

起源与动机

1935年,薛定谔原本目的是在用这思想实验来讨论EPR吊诡(因发表者阿尔伯特·爱因斯坦、鲍里斯·波多尔斯基、纳森·罗森而命名)。

EPR论文凸显了量子纠缠的怪异性质。假设两个量子系统相互作用,然后彼此分离,但其中任意系统都不处于明确态,则它们的量子态会叠加在一起,共同形成的量子态具有量子纠缠特性。

根据哥本哈根诠释,当其中任意系统被测量之时,则两个系统纠缠在一起的量子态会坍缩为明确态。

那时,薛定谔与爱因斯坦常互相通信,交换意见,研讨EPR论文的相关问题。在爱因斯坦写给薛定谔的8月8日信件中,他勾勒出一个“粗略宏观案例”:给定一桶不稳定的火药,在经过一段时间后,这桶火药会处于爆炸与不爆炸的叠加状态。

为了更进一步说明这现象,薛定谔回信描述原则上怎样能够将原子系统的叠加态转移至大尺度系统。他提出一个思想实验,假设把一只猫、一个装有氰化氢气体的玻璃烧瓶和放射性物质放进封闭的盒子里。

猫的性命因此与原子核的状态密切相关。薛定谔表明,根据哥本哈根诠释,在实验进行一段时间后,猫会同时处于活状态与死状态(对于盒子外的世界而言),直到盒子被打开为止。

薛定谔并不想要推销周旋于生死之间的猫这点子;恰恰相反,这吊诡采用的是一种经典反证法,试图借此显露出描述量子态所需倚赖的量子理论尚存瑕疵。

薛定谔猫实验原本是专门设计来批驳哥本哈根诠释(在1935年的主要正统诠释)。现今,它仍旧是诠释量子力学的典型试金石。每一种诠释处理薛定谔猫实验的共同与特别之处,时常会被物理学者用来说明与比较这诠释的共同点、特别点、强点、弱点。

应用与实验

薛定谔猫思想实验是纯理论实验,所提到的实验设置并没有实际建成。但是,很多涉及类似原理的实验已经成功完成,例如介观物体的态叠加。这些实验并未展示出猫尺寸物体可以进行态叠加,但是它们提升了猫状态的可能尺寸上限。

在很多实验案例里,所制成的叠加态只能短暂存在,尽管冷却至接近绝对零度。介观的薛定谔猫可以用来进一步做量子测量实验,使得关于量子退相干、量子-经典界线这一类的受控实验,可以付诸进行。

1996年,陷伏铍离子的叠加态制备成功,这是单个原子层级的猫状态。

2010年,美国国家标准技术研究所的实验团队制备出光子的猫状态。

应用超导量子干涉仪,2000年完成的实验成功展示出当时最大的猫叠加态。在超导量子干涉仪的超导循环以两种可能方向流动的电流形成了这猫叠加状态。

这微安培数量级的电流涉及了上亿个电子,围绕着大约有人发那么粗的循环移动,在量子尺寸来说,可以算是宏观系统。

2010年,阿龙·奥康奈尔制成压电音叉,这是全世界第一台量子机器,能够处于振动态与非振动态的叠加。该共振器约含有1013个原子。

2010年,德国马克斯·普朗克量子光学研究所物理学者提议,使用当前科技,应该可以成功制备出流行性感冒病毒的叠加态。

这些实验演示出介观尺寸的薛定谔猫,但是,老鼠尚未被抓到,物理学者仍旧不清楚这猫叠加态怎样坍缩为单独本征态。

参考资料:

-薛定谔的猫

1月4日:精打细算宫    位:魔羯座13度-15度星    座:魔羯座二,本位的土象[ 进入摩羯座专区 ]

1月4日出生的人,天生有办法解决各种疑难杂症。这种天分最常表现在技术层面,像是能够快速检视状况,简洁扼要地指出错误之处等等。他们能够明确地指出别人经常忽略的事情,这使他们成为不可或缺的人。这天出生的人非常实际有效率,经常能够以最少的努力完成工作。但是,他们的想像力也可以天马行空。只不过,那可不是凭空胡思乱想,则是以现实世界为基础的梦想。就这点而言,他们可以说是少数幸运的人,因为这些梦想都真的行得通。只要具有高度智慧,都能够依照自己的想法,发展出观察、计算到实践的一连串步骤,一旦这些步骤运作成功,他们就可以重复地运用在其他想法上。

除此之外,他们天生喜欢收集各种东西,不仅是实质的物品,也包括真理和详细的资讯。他们喜欢用书、工具、东西和其他有用的收集品将自己包围,随手就可取得所需之物。这天出生的人个性非常直接,不会浪费时间做无意义的猜测。就社交而言,他们喜欢对话,但必须是有意义或有目的的对话,才能长时间吸引他们的注意力。

大致说来,这天出生的人非常有组织。不管是精神上的洁癖,或是实际生活里物品的安排,他们对于秩序的坚持,有时会让别人发疯。对他们而言,要了解任何事,似乎都必须在一个特定的架构里,情绪也是一样。这种倾向,或许会让一些喜欢从情绪或直觉里找暗示的人觉得奇怪,尤其是爱情更是如此。同样的道理,虽然他们可以是很好的父母和供养者,但也可能因为自己的独断和严格控制,引起孩子的怨恨。因此,他们必须时时提醒自己,生活的方式不是只有一种,如果能对孩子和配偶稍微放松,会让每一个人更自由,更能活出自己。

1月4日出生的人行事风格特殊。或许表现在想法上,或许表现在衣着、风度上,个人风格极为显著。正因如此,要他们长期接受命令行动,恐怕相当困难。虽然他们也可能在一个团队或一个组织里,是非常有价值的一员,但是大部分的他们都期望能组织自己的公司,拥有个人的事业。不管是成为艺术家、工艺师傅,或是独立工作者,勇往直前的动机往往能带来丰硕的成果。

幸运数字和守护星

1月4日出生的人都受到数字4和天王星的影响。受数字4影响的人通常很难相处,又好辩论,这种特质在1月4日出生的人身上尤其明显。一般说来,数字4使人不重视金钱与物质。所以,这天出生的人比较在意的是野心和权力,而非金钱。由于天王星的影响,他们的情绪变化快速,具有十足的爆炸力。幸运的是,这个特质在1月4日出生的人身上,由于土星(魔羯座的主宰行星)的作用而有了节制。

健康

1月4日出生的人必须学习对别人更有耐心。千万不要因为一点混乱就不高兴,这种经常出现的不安会刺激他们的精神系统和循环系统,导致健康出问题。如果能学会接受别人、更中立,就可以替自己免掉很多麻烦。对这天出生的人,建立固定的运动模式是很重要的,若是长期久坐办公桌,更需要注意。在饮食方面,不妨以放松的态度,尽量享受各种不同风味的食物。而收集各种食谱,正能符合他们的要求。此外,激烈、积极的浪漫行为或是性行为都对健康有益。因此,这天出生的人,在扮演自己的时候,最好能容许一些冲动、直觉和即兴发挥,同时也愉快地接受他们的伴侣拥有这样的特质。

建议

生命中的事并不是每一件都可以经过精密计算。即使别人可能会走错路仍然要尊重他们的选择。心胸开放、接受新的做事方法。不断地改进自己固然没错,在必要的时候,能随兴一点也是很重要的。简而言之,放轻松。

名人

牛顿(Sir Isaac Newton)英国数学家、物理学家及自然哲学家,他最为人所津津乐道的事迹,便是被树上掉下的一颗苹果打到了头,而发现了重力的原理,并推演出三个物理学的基本运动定律。

大陆演员陈冲,成名作《小花》。90年代移民美国,以《末代皇帝》成为国际红星。

台湾导演叶鸿伟,成名作《旧情绵绵》。

孔子嫡孙孔德成,为台湾祭孔大典的奉祀官。

路易布雷尔(Louis Braille)法国发明家,三岁的时候便发明家,于是发明了盲人的阅读系统。上图即为他发明的点字。

日本动画**大师宫崎骏,代表作《风之谷》,以最后作品《魔法公主》创下日本**最高卖座纪录。

美国速记发明人艾赛克彼特曼(Isaac Pitman)。

德国文字考古学家雅各格林(Jacob Grimm),与弟弟威廉穷一生心力出版的《格林童话》共有六百多篇,包括《白雪公主》、《青蛙王子》、《糖果屋》等。

塔罗牌

大秘仪塔罗牌的第4张是“皇帝”,他力量的主要来源是智慧,并以此统治世间万物。皇帝的地位至高无上,他的权威不容质疑。牌面正立时,代表坚强的意志和稳固的能量;当牌面倒立时,就表示任性、暴虐和残忍。

静思语

对于未知的世界,我们必须保持敬畏之心。

优点

有概念、语言能力强、直觉。

缺点

过分要求、封闭、批判性太强。

1月4日生日花1月4日:白色风信子。花    语:游戏人间。花 占 卜:你给人一种清新温柔的感觉,外表随和活泼,但私底下很有自己的原则,相当好胜;你不会轻易附和他人的意见,做事很有主见,精于人际关系。不要太过嬉戏,无意中的一句话会给你致命的伤害。幸 运 花:白色风信子、毋忘我、康乃馨。花 箴 言:爱无处不在,只是你随手可以抓到多少。巧克力占卜日    子:01月04日巧 克 力:榛子蓉斑马(GiandujawithCrispedRice)成    份:面层黑白巧克力图案包榛子米通特    性:思想明确巧克力蜜语:你未必能洞悉世事,但一定要尊重别人。1月4日出生的名人  629年——舒明天皇,日本第34代天皇。(641年去世)

  629年——孝德天皇,日本第36代天皇。(654年去世)

  1076年——宋哲宗,中国北宋皇帝。(1100年去世)

  1334年——阿梅迪奥六世,意大利萨伏依伯爵。(1383年去世)

  1643年——英格兰物理学家、数学家、天文学家、自然哲学家和炼金术士艾萨克·牛顿诞辰。

  1785年——德国著名语言学家、童话作家雅各布·格林出生。

  1809年——盲文的创造者、法国人路易·布莱尔(LouisBraille)。

  1848年——桂太郎,日本首相。(1913年去世)

  1893年——皆川米子,前世界最年长者。(2007年去世)

  1896年——中国***创始人之一陈潭秋诞辰。

  1898年——国民党参谋总长、陆军一级上将陈诚出生。

  1902年──台湾知名画家。廖继春出生。

  1934年──著名表演艺术家王晓棠少将出生

  1940年——中国小说家、诺贝尔文学奖获得者、法籍华人高行健出生。

  1940年——布赖恩·戴维·约瑟夫森,英国物理学家,诺贝尔物理学奖获得者。

  1945年——理查德·施罗克,美国化学家,诺贝尔化学奖获得者。

  1954年——中国传媒大学教授童之侠出生。

  1965年——那州雪绘,日本漫画家。

  1972年——姚莹莹,1991年夺得新加坡**冠军并代表新加坡参加环球**,现为香港无线电视艺员。

  1974年——中央电视台节目主持人方琼出生。

  1976年——泰德·李利,美国棒球运动员。

  1977年——陈伶俐,香港电视艺人,电视节目主持。

  1985年——艾尔·杰弗森,在结束了他个人突破的2008赛季以后,aljeff成为了明尼苏达森林狼年轻球员中最有明星潜力的球员。

  1990年——阿尔贝托·帕罗斯奇,意大利足球运动员

  1990年——托尼·克洛斯,德国足球运动员1月4日逝世的名人  1913年──德国卓战略家阿尔弗雷德·冯·施里芬(AlfredvonSchlieffen)逝世,享年80岁。  1960年——法国作家阿尔贝·加缪因车祸不幸身亡,享年47岁。  1961年──奥地利物理学家、1933年诺贝尔物理学奖得主埃尔温·薛定谔逝世,享年74岁。  1965年——美国作家托马斯·斯特尔那斯·艾略特逝世,享年77岁。  1976年——美国天文学家鲁道夫·闵可夫斯基逝世,享年81岁。  1983年──中国台湾知名教育家、政治家,日据时代抗日运动领导者之一蔡培火逝世,享年84岁。  1991年——中国台湾作家三毛在医院上吊自杀身亡,享年48岁。  1992年——中国著名作家、文学理论家、鲁迅研究家和文学史家、中国社会科学院文学研究所研究员唐弢逝世,享年79岁。  2008年——严克强,水利部原副部长、中华全国工商业联合会原副主席逝世,享年74岁。  2009年——范瑾,北京市政协原主席逝世,享年90岁。

  2009年——谢月霞逝世,金钟影后,享年67岁。

摩羯座提前进入最佳月份的一周。即知即行、事业爱情皆进阶。

本周摩羯座诸事不必用力强求,只要按部就班做好份内事,其他的让时间自然发酵,就能水到渠成。顺风顺水,形象加分,也为职场带来好机运,金钱方面也有好运气。桃花很旺盛的一周。

爱情是烂桃花也是桃花。本周幸运色:桃红色本周提防星座:其他摩羯座本周幸运星座:双子座

求采纳~

欢迎分享,转载请注明来源:表白网

原文地址:https://h5.hunlipic.com/xing/3067762.html

(0)
打赏 微信扫一扫微信扫一扫 支付宝扫一扫支付宝扫一扫
上一篇 2024-02-02
下一篇2024-02-02

发表评论

登录后才能评论

评论列表(0条)

    保存