Волна Луи де Бройля

Сообщение №62386 от Illadium 10 июля 2010 г. 14:41
Тема: Волна Луи де Бройля

В 1923 году высказал гипотезу согласно который корпускулярно-волновой дуализм является универсальным свойством любых материальных объектов, а не только света.
Вопрос например пуля массой 10 грамм летящая со скоростью 660 м/с имеет волну де Бройля длинной 10^-23 м, что является источником излучения волн в этой пуле?
Исходя из формулы тела огромных масс(планеты) тоже являются источником волн и их волны возможно регистрировать?


Отклики на это сообщение:

> В 1923 году высказал гипотезу согласно который корпускулярно-волновой дуализм является универсальным свойством любых материальных объектов, а не только света.
> Вопрос например пуля массой 10 грамм летящая со скоростью 660 м/с имеет волну де Бройля длинной 10^-23 м, что является источником излучения волн в этой пуле?

Речь идет о волне, но не об излучении. Волна в общем случае - математическое понятие, функция, являющаяся решением волнового уравнения. Если же мы применяем это решение в физике, то следует найти физический смысл этого решения, который связан с физическим смыслом величин, входящих в волновое уравнение.

Если речь идет об описании механических колебаний упругой среды, то физический смысл решения - функция координат и времени, описывающая отклонение неких механических элементов от нейтрального положения. Часто говорят о звуковых волнах и их излучении источником звука - колеблющейся системой, взаимодействующей со средой распространения звука и заставляющей элементы этой среды двигаться с ускорением.

Если речь идет об э/м волне, то физический смысл решения - функция координат и времени, описывающая параметры э/м поля, которые, в свою очередь, описывают силы, действующие на электрические заряды; знание этой функции позволяет в конечном итоге описать движение зарядов.

В случае волны де Бройля ситуация несколько сложнее. Волновая функция описывает распространение некоторой волны, т.е. отклонения от среднего (от нуля) значения волновой функции. Как интерпретировать это значение, как отобразить его на измеримые величины (придать физический смысл)? В настоящее время (и уже весьма давно) наиболее распространенной является т.н. Копенгагенская интерпретация, согласно которой квадрат модуля волновой функции интерпретируется как вероятность обнаружения описываемой данной волновой функцией частицы с импульсом в заданном диапазоне и координатами в заданном диапазоне (такая функциональная зависимость "привязки" числа к малым величинам и называется плотностью вероятности). Таким образом, знание волновой функции в конкретном случае позволяет предсказать, с какой вероятностью будет обнаружена частица с указанными параметрами в измерительном эксперименте - в этом и заключается физический смысл волновой функции ("волн").

Надо заметить, что часто говорят о "волнах вероятности", распространяющихся в пространстве. Это не вполне корректно, поскольку сразу возникает желание найти "среду распространения" таких волн, странные вопросы, а что же колеблется и т.д.; иными словами, возникает желание провести аналогию с механическими колебаниями, изученными первыми, в школе и сформировавшими некоторый мыслительный штамп. От этого штампа необходимо избавиться и представлять себе (как возможный вариант) именно такую двухступенчатую конструкцию: 1) волна есть математическое описание некой величины; 2) определенным образом эта величина (а не волна!) наделяется физическим смыслом - сопоставляется экспериментально измеряемым величинам.

Также некую сумятицу в сознание изучающих КМ вносит термин "амплитуда вероятности", которым обознают ни что иное, как значение функции, а вовсе не маскимальное отклонение функции, как это имеет место с терминологией в случае "классических" колебательных и волновых процессов. "Амплитуда вероятности" имеет свое максимальное значение (получается "амплитуда амплитуды" ) и фазу.

И, наконец, об "источнике" волн де Бройля. Вопрос некорректен, но если хочется так его поставить, то ответ может быть таким: источником является система, поведение которой описывается волновой функцией. Очевидно, что никакой полезной информации такой ответ не дает, но это - следствие некорректной постановки вопроса.

> Исходя из формулы тела огромных масс(планеты) тоже являются источником волн и их волны возможно регистрировать?

Регистрация волн де Бройля, описывающих некую систему, есть процесс измерения тех параметров системы, в которые отображается волновая функция системы. В случае рассмотрения импульса и координаты макроскопических тел различить два разных значения вероятности (не равных 0 или 1) можно было бы лишь при таких малых относительных различиях импульса и координаты, что реально это невозможно. Но именно в этой невозможности и кроется объяснение того факта, почему мы не замечаем волновые свойства макроскопических предметов, что, на первый взгляд, должно было бы служить опровержением применимости КМ к макроскопическим объектам. На самом деле мы просто не можем проверить эту применимость в эксперименте, в отличие от описания с помощью КМ микроскопических объектов.

В целом же регистрация волн де Бройля означает, что некоторая измеряемая величина имеет такие значения, как если бы сопоставляемая ей математическая величина описывалась как волна.


> В 1923 году высказал гипотезу согласно который корпускулярно-волновой дуализм является универсальным свойством любых материальных объектов, а не только света.
> Вопрос например пуля массой 10 грамм летящая со скоростью 660 м/с имеет волну де Бройля длинной 10^-23 м, что является источником излучения волн в этой пуле?
> Исходя из формулы тела огромных масс(планеты) тоже являются источником волн и их волны возможно регистрировать?В данном случае длина волны много меньше размеров частицы.


Физика в анимациях - Купить диск - Тесты по физике - Графики on-line

Реклама:
Rambler's Top100