Wednesday, April 2, 2014

振幅A与坐标无关。因此它充满全空间。若认为自由粒子由波组成,则一个自由粒子将占据整个空间

第二章波动力学基础

§2.1波函数的统计解释

  按照德布罗意的观念,和每个粒子相联系的,都有一个波。怎么理解粒子性和波动性之NJ的联系,这是 量子力学首先碰到的一个根本问题。

  能否认为波由粒子所组成?答案是否定的。因为粒子束的单缝或双缝等实验表明,若减小入射粒子流的强度,让粒子近似地一个一个地从粒子源射出,实验发现,虽则开始时底片上的感光点是无规则的,但只要时间足够长,感光点足够多,底片上仍会出现衍射花样。这说明,粒子的衍射现象与是否有其他粒子无关。如果波由粒子组成,波的干涉、衍射等现象必然依赖于粒子间的相互作用。这和上述实验结果矛盾。实际上,单个粒子也有波动性。

那么,能否认为粒子由波所组成.比方,是否可以认为粒子就是波包?答案也是否定的。以自由粒子为例。对于自由粒子,由于不受外力场的作用,粒子的能量E和动量P均为常矢量。按德布罗意关系(1.4.1)和(1.4. 2)式,和自由粒子相联系的波的频率。,波矢k均为常数及常矢量。因此和自由粒子相联系的波是平面波。即                 (2.1.1)

其振幅A与坐标无关。因此它充满全空间。若认为自由粒子由波组成,则一个自由粒子将占据整个空间,这当然是不合理的。而且,自由粒子的德布罗意波的相速度是k的函数,按§1.4,必然存在色散。如果把自由粒子看成是个物质波包,即使在真空中,也会因为存在色散而使粒子自动解体。这当然与实际情况不符。

在历史上,对波粒二象性和波函数的解释,一直是有争议的。即使到现代,也仍然有不同观点对于自由粒子,由于不受外力场的作用,粒子的能量E和动量P均为常矢量

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