有“量子鬼波的最新诠释吗”

XEK · 发表于 2004-2-18 04:43:00

鬼波现在搞懂了吗，还迷糊？请高人指教，是否都到“弦的层次”解释鬼波量子？ :em24:

XEK · 发表于 2004-3-20 16:21:00

量子论新诠释

邓宇
清华大学酒仙桥医院

一.古典机械波的分解与本质

  经典机械波的波动方程(1或1’’式)可以分解为两部分：振动与平动。

      y=Acosω(t-x/u)                   1

      y=Acos(2π/λ)(x-ut)                1’’

即波动方程是由Y轴上的振动方程(或y=Acosω(t-t’’))

      y=Acosωt                      2

与X轴上的平动方程(或t’’=x/u)复合而成的.

      x=ut’’                         3

  由此不难看出振动与平动的矢量和是波动的起因和本质.

二.粒子波的产生及其广义波动方程

  对于连续介质, 振动+平动可以产生波动.而对于不连续的物质(非介质)----粒子将会怎样哪?对于以平动方程3式运动的平动粒子,若同时有一振动势施于其上,且振动方程为2式,则作用于该粒子的平动与振动的矢量和,就复合成了可以用波动方程1或1’’式表述的波动运动的粒子----波动粒子或粒子波. 其运动痕迹是连续的,象经典波的轨迹.但是它的运动轨迹却随着粒子的定域性,而断续,是定域的,显粒子性的粒子的波动.

  既然机械波的波动方程1或1’’式,也是粒子波的波动方程,那么粒子波也可以用复数形式

         y=y0e-i2π(νt- x/λ)             4

表示.即1,1’’或4式就成为广义的波动方程,而不在是狭义的,只局限于古典连续的机械波的波动方程.对新的,不连续的,定域的粒子波也适用.

  若对1式取二次偏导,则可得到粒子波的一维平面波的波动方程,其一般形式为

      э2ξ/эx2=(1/u2)(э2ξ/эt2)       5

三维空间中传播的平面粒子波的经典波动方程为

      э2ξ/эx2+э2ξ/эy2+э2ξ/эz2=(1/u2)(э2ξ/эt2)  6

  波动方程实际是经典粒子物理和波动物理的统一体,是运动学与波动学的统一.波动学是运动学的一部分,是运动学的延伸,即平动与振动的矢量和.对象不同,一个是连续介质,一个是定域的粒子,都可以具有波动性.

三.介质波与载体波

1.介质波

  古典机械波是连续介质的扰动,换句话说,没有媒介经典波也就不存在, 媒介是经典波的精髓和关键.因此,鉴于这一特点,经典波可以有一个新称呼:媒介波或介质波. 以便与新概念载体波相区别.

  经典机械波的构成有两个主要元素,一个是物质,即连续介质;另一个是属性, 即平动+振动的扰动.介质是本体,是物质.波动是平动+振动的一种运动形式,是属性,不是物质. 如果将这元素做些调换(替换),介质换成粒子,把属性平动+振动赋予其上,则粒子就成了平动+振动=波动的波动粒子,或粒子波.此时的粒子就不在是波的媒介了,而成为波的载体,此粒子波不妨可称为载体波.

2.载体波

  以物质(粒子)为载体的平动粒子的扰动,所产生的粒子波叫载体波.载体波与介质波的区别在于波的执行者,携带体的不同.

  介质波与载体波都有一个共同点(共有的特性),都具有平动+振动的波动的特性或属性,其运动的形式都相同.但是,两者传输波的媒体或物质确不同.介质波是靠连续媒介来传递的,该介质是被动的客体,不是主体,是随波逐流的;而载体波的粒子是载运波动的载体,是主动的主体,波动只是它的属性.

  媒介波只是波的一种,量子波与其不同,因此在介质波范围内很难找出类似物质波的经典解释. 只有在经典的波粒两分的传统中,探索和揭示出波性与粒子性的两性合一,即波粒统一性,才容易对量子论给出更广义的诠释.

  3.以太的去留

  以太留给人们的印象应是媒介.而深受古典波粒概念影响,且暗受束缚的德布罗意波似乎也在寻找类似古典波介质样的参比或参照物:物质波的媒介物----以太,但常常是难以如愿.粒子波是载体波,不是媒介波,因此有没有媒介对它已不重要.物质波可以不需媒介,自身就能产生波动运动或载波.没有以太做媒介德布罗意物质波也将存在.所以,找不找以太已不重要,更何况以太一直也没有找到.

四.粒子波与量子波的统一:纯物质的物质波

1.经典波动方程中隐含着量子关系

  经典波动方程1,1’’式或4--6式中的u,隐含着不连续的量子关系E=hυ和德布罗意关系λ=h/p,由于u=υλ，故可在u=υλ的右边乘以含普朗克常数h的因子(h/h),就得到

   u＝(υh)(λ/h)

   =E/p

使经典物理与量子物理,连续与不连续(定域)之间产生了联系,得到统一.

2.粒子的波动与德布罗意物质波的统一

  德布罗意关系λ=h/p,和量子关系E=hυ(及薛定谔方程)这两个关系式实际表示的是波性与粒子性的统一关系, 而不是粒性与波性的两分.德布罗意物质波是粒波一体的真物质粒子,光子,电子等的波动.

               讨论

  量子论中物质波的旧诠释:波粒二象性,非物质的物质波,以及,即有粒子性, 又有波动性的模糊诠释.但是,此两性又是分离,不统一的,并非粒波一体同时存在的,一会是波,一会又是粒子, 怪异的鬼波样的解释.都是由于传统的经典物理中还没有粒子波的可做比较的参比物,因此,诠释方面再难以有更大的突破,或有出奇得胜的想象.只好用互补的波粒二象性解说,替代.

  由经典物理可知,物质粒子的基本运动形式有三种,即平动,振动和转动.在粒子的实际运行过程中,其运动形式往往也是多元的,而不象理想条件下所描述的只存在单一的运动形式,如只平动,或只振动. 即实际粒子的运动轨迹常常是由三种基本运动形式:平动+振动(+转动)合成的. 只有当其中某种运动形式的强度(幅度)与其它运动形式的强度(幅度)或粒子的尺度相比极小时,那种小强度的运动方式可以被忽略,强度大的运动方式被保留,并被指定(理想化,假定)成为单一的运动形式(或h→0[ ])时,粒子的运动形式才被设定为是一元的.如当粒子振动运动的振幅A很小,而平动运动的强度S很大时,即A/S足够小(或A/S→0)时,振动可以被忽略,只考虑平动,即经典的平动运动学所研究的现象;而当平动强度S很小,振动幅度A较大时,即S/A极小,显出的只是振动运动,平动可以被略去.以上两种情况是经典物理中的主要研究对象.

  但是,当振动幅度A与反映该粒子尺度大小的直径D,或平动程度S相比较,即A/D,或A/S→a不大不小正相当时,该粒子的运动就不再是单一的平动或振动了,而变成为平动与振动的复合运动了,其合成的结果就变成了粒子的波动运动----粒子波,即平动粒子与振动的矢量和或平动粒子的扰动.

  自然界中的粒子(质点),大到宏观宇宙的行星,中到肉眼所见的石子,小到微观的量子世界,都还是能够找到平动+振动的粒子波动运动的蛛丝马迹的.只是还没有受到人们的重视,象经典物理中就极少涉及平动+振动的粒子的复合波动运动.振动+平动的连续介质的扰动:波,也只是注意到了连续的媒介或媒介波,而没有涉及不连续,定域的粒子载体波, 致使出现了量子鬼波的怪异诠释,增加了神秘化,消弱了科学化.

  综合量子物理的实验结果,可以看出波性与粒子性的合并和统一性.在以单个粒子, 如光子,电子做衍射实验时,很显然它们具有粒子性,这是理所当然的. 但是,此粒子性又不同于经典粒子物理的直线运动性能. 过小孔落在屏幕上的粒子不是打在某一固定的点上,而是(随机地)落在某一区域内. 发生这种变化的原因,就是因为该粒子不在是以经典的,标准的,绝对直线运动的轨迹运行的, 他是以波动的方式,或者是受扰动的平动粒子的波状轨迹运行的.也就是说单个粒子具有波性,其粒子性与波性是统一的,粒子与波是一体的.

  当有多个粒子时,量子显波性,这是传统量子论的权威说法.但是,在它的波性背后, 还隐含着波的粒子性.因为整体的衍射或干涉花纹,是由许许多多的单个粒子的点组合而成的, 也就是说波性花纹是(波动的)粒子生成的,波性中包含有粒子性.波与粒子是合为一体的. 波粒也是统一的.

  实际上,抛开波的施动对象(如连续媒介或载体),去看波, 波性的本质就是平动与振动的矢量和,或是一种扰动,一种复合的运动.就是运动学(平动与振动)的简单相加,与运动学没有什么本质差别.

  机械波,粒子波,物质波,或者媒介波与载体波的形式体系是统一的,与经典波是一致的.都是平动与振动的矢量和,又是量子论新诠释的雏形. 粒子具有波动性,载体波又具有粒子性,是产生波粒统一,粒波一体的德布罗意波的关键.德布罗意物质波就是(纯,真)物质粒子的波动.

               结论

  机械波的波动方程可以分解为振动与平动两部分,平动与振动的矢量和是波的本质,经典波与物质波都是这样.波是属性,不是物质.古典机械波实际就是媒介波,靠连续介质传递波动.在介质波之外,还有载体波.他是以粒子为载体的粒子的波动,即平动粒子与振动的矢量和,他可以用经典物理来描述,是粒子与波的统一体.粒子的定域性与波性是互容的.粒子波的波动方程与经典机械波的方程一样, 两者的数学形式体系是统一的.经典波动方程中,隐含着量子关系u=E/p,有粒子波,他是德布罗意物质波的可比拟的参照物,使物质粒子与波合二为一,统一成一体,物质波是纯物质的波动.使鬼波得以清除,诠释变得清晰.

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