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确确实实的理由
来源:生活百科全书 专题: ( 字号:   )

不确定性原理要求我们重新认识根据经典理论得出的绝对零度下能量为零的结论,所谓量子论就是用量子的眼光看待世上的万物,即使在绝对零度下能量也不会变成零.在相对论里,时间t 是继三维空间的位置之后的第四维.在分析力学里,继动量(它也有x、y、z 三个方向)之后的第四维是能量.时间与能量之间也成立不确定性原理,用△t、△E 分别表示它们的误差范围的话,就是

△t·△E≈h。

这个公式是不确定性原理的第四维表述。

量子力学教科书在一开篇就告诉我们: 原子内电子的能级是确定的不连续值.围绕原子核旋转的电子,其轨道半径越小,能量就越低,当电子由外层轨道跃迁到内层轨道时,能量的差额就以光的形式放射出来.教科书还教给我们,光谱上的亮线对应于原子内的电子跃迁。

不仅是有关原子的问题,关于箱子里气体分子的动能,过去也一直认为它的值是确定的,并以此为基础进行各种计算.但是,如今出现了不确定性原理,能量的大小不再是完全确定的了,而是存在△E 的模糊程度.这一切的确使我们感到不适应。

物理学通常所研究的多为恒稳态的情形.所谓恒稳态指的是无论经过多长时间,该状态永远保持不变.小提琴的弦在振动时,不动的地方(节点)永远不动,振动最强的地方(波峰)始终振幅最大.原子核周围电子的轨道也总是确定的.恒稳态的例子多得举不过来.非恒稳态的研究难度就大多了,很难总结出非恒稳态的物理规律,一般的教科书很少涉及这个范畴。

恒稳态现象不随时间变化永远处于同一状态,也就是说,时间的范围△t 是无限大.在这种情况下,因为一切都没有变化,所以等同于说时间已不再存在了,依据不确定性原理,△E 就非常非常小,能量成了确定的量.量子力学的研究对象有很多是恒稳态,因此在这些场合里能量是确定的值(量子力学称为能量固有值),而不是有一定模糊范围的量。

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