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叠加原理与边界条件 - 与北大老师的争论

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楼主
obb 发表于 06-3-3 22:55:52 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
EPR:
早上在报告厅听Univ. of Maryland的史砚生教授关于量子信息的讲座的时候,一个北大的老
师对于Superposition的问题提出了疑问,照他的观点,只存在统计学意义上的几率分布,
而不存在态的Superposition. 他的意思是,粒子在测量前只可能存在于某个具体值中,而不
是Quantum Mechanics所认为的Superposition. Faint, 实际上虽然统计学原理从大量最终的
统计结果上和QM的Superposition是没有矛盾的,但是统计学并无法解释单个粒子的行为。

所以,报告结束后,呵呵,偶决定用单电子的双缝干涉实验来说服他。我问他在这个实验中
电子是从其中一条缝还是同时从两条缝中通过的,他居然回答说是当然是一条缝(更郁闷的
是,他旁边的另一个女老师也说是当然是一条缝,faint啊)。偶又问他看过DIRAC或是
FEYNMAN关于此实验的解释没有,他说他不管什么FEYNMAN和DIRAC。

然后,我们就开始研究波函数; 在我看来,不论缝的开闭如何,在缝屏的左边,粒子的波
函数一定是一样的,也就是说粒子才不理会缝是开的还是闭的,而在缝的右边的波函数则会
根据缝的开闭情况进行叠加或不叠加,所以才会出现干涉或是衍射的条纹; 但他的观点
是,缝的关或闭直接影响到缝屏左边的波函数,他认为这是最基本的,如果我不同意,就没
法争论了。SIGH,偶们只好不欢而散了。

现在,我的问题是:关于Superposition和统计的问题,显然他是不对的,这无需多说;但
那个波函数的问题,谁是对的呢?大家都来说说!


Galois:
波函数是不可以分左边或右边的,二者是一个整体。
缝开或者关,势必会影响整个的状态。
你可以设想一个一维自由粒子,处于动量本征态,动量方向为 x 轴正向,你如果在某个地
方突然加上一个势垒,毫无疑问两边的波函数分布都不会再是原来的状态。

EPR:
让偶想想,
呵呵,
偶所说的波函数分成两个是指分成两段的意思,象数学上的分段函数那样,所以这个问题不
大。

现在的问题是:
1。 在屏上开缝是否会影响势?
2。 如果存在影响,缝的开与否是否对屏左边波函数的影响可以小到忽略不计?
3。怎么理解Schrodinger Eq.中的V(x)? 电场?磁场?宇宙中四种基本相互作用?什么改变
会影响势?什么不会?
4。双缝干涉是由于V(x)-势的改变引起的吗?



Yeset2000:
只能试试谈前三个问题:缝的开闭肯定要影响势,且这种影响是可以计算的,不能忽略。因
为就是这种影响产生了干(衍)涉现象。其实任何变化都会影响势的变化,但这势的意义
(定义)我不太明确。

Oo7:
关闭一条缝的结果不是V(x)有变化,毕竟,这条缝不会对电子有多大的力的作用,以至于改变V
(x),要改变也只是改变了,缝所在点的V(x),所以,薛定谔方程本身的变化不大,变的是方程的边
条件,是边条件的变化导致了波函数的改变.


Galois:
"1。 在屏上开缝是否会影响势?
2。 如果存在影响,缝的开与否是否对屏左边波函数的影响可以小到忽略不计?"
"关闭一条缝的结果不是V(x)有变化,毕竟,这条缝不会对电子有多大的力的作用,"

有缝还是没缝,肯定会带来势的变化,当然,变化只在缝附近,但这个变化足以影响到缝附
近的波函数。缝越窄,势的变化越尖锐,对于波函数影响越大,这可以用经典现象类比:缝
越窄,光波通过时衍射效应越大。显然,这个影响是不能忽略不计的,除非缝的宽度远远大
于电子波长。



“双缝干涉是由于V(x)-势的改变引起的吗?”
关于为什么会干涉,我的看法是:任何情况下电子自己都会有干涉,即它的各种不同路径之
间的干涉。这是feynman路径积分的思想,但dirac也说过电子是和自己干涉。但干涉的结果
取决于势场,比如,如果你放上一个双缝,干涉结果就会是一个明暗相间的条纹。原因是,
不同的势场,对于电子路径传播过程的相位会有不同影响,导致干涉结果不同。



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沙发
yang898guang 发表于 07-10-9 23:27:50 | 只看该作者
不懂 太深奥了吧
板凳
凝馨 发表于 08-6-8 07:29:57 | 只看该作者
很专业,很有趣.
地板
kc02105113 发表于 08-6-8 11:56:23 | 只看该作者
大哥你学的是什么?这么深奥!
5#
307872338 发表于 08-6-8 17:37:15 | 只看该作者
这个是数学的吗?感觉一头雾水,好像是物理的。
6#
dangtu 发表于 08-6-9 01:47:10 | 只看该作者
[s:10] [s:10] 不懂 太深奥了吧
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