Saturday, August 30, 2014

物质波也有多普勒效应 观察者以群速度(矢量)运动,他测到的粒子波的波长也是无限长 plane wave

袁士霄 时间:2010-07-20 17:32:53
  因袭历史的原因,我们把波函数也称为物质波。并不能因此而认为:物质是主体,波只是它的附属。
  
  我们知道,完善的量子论是量子场论。在量子场论看来,时空中分布着各种各样的场,每一种场的最低能态是真空态,场的激发导致粒子的产生,场的退激发导致粒子湮灭。因此,波场是粒子的本源,从而也是物质的本源;而物质是场的一种表现。波场可以表现得没有实粒子,比如真空态。
  
  波动光学的基础是电磁理论,而电磁理论方程组可以用分析力学的方法推导出来。受此启发,薛定谔也是用分析力学方法推导波动力学方程的。
  
  波频与观察者相关,这不与相对论冲突,而是相对论的推论,不仅光波有多普勒效应,声波和物质波也有多普勒效应。如果,观察者沿着声波传播的方向,以音速运动,他测到波长为无限长。与此类比,观察者以群速度(矢量)运动,他测到的粒子波的波长也是无限长。
  
  我们三人之间的不同看法源于“静止”如何定义。
  
  在经典力学中,我们可以说,粒子静止就是该粒子的坐标恒定,或者是该粒子的速度为0,两种说法等价。
  
  用波函数描写粒子,粒子的坐标恒定,比如说处在x0点,也就是波函数集中在x0点,而在空间的其它点,波函数取0,归一化的波函数就是delte(x-x0)。
  
  用波函数描写粒子,自由粒子的动量为0,波函数在动量空间的表达式就是 delte(p)。
  
  可见,量子力学中,两种静止的含义是完全不同的。区分了两种情形,一切的矛盾就不复存在。
  
作者:袁士霄 时间:2010-07-20 22:52:47
  delte——delta

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