Mikä on ero aineaaltojen ja todennäköisyysaaltojen välillä?


Vastaus 1:

Mielestäni ei ole termiä kuten todennäköisyysaalto.

Aine-aalto on aalto, joka liittyy ainepartikkeliin, ja sillä aallolla on äärellinen todennäköisyysamplitudi ja äärellinen todennäköisyystiheys tietyllä avaruusalueella. Joten ei pitäisi olla mitään termiä kuten todennäköisyysaalto. Jos olet löytänyt sen jostakin, niin se saattaa liittyä aallon todennäköisyysamplitudiin.


Vastaus 2:

Aaltopartikkelidualiteetti on postulo, että kaikilla hiukkasilla on sekä aalto- että hiukkasominaisuudet. Se on kvanttimekaniikan keskeinen käsite.

Klassisen fysiikan kannalta hiukkaset ja aallot ovat erillisiä käsitteitä. Hiukkasella ei ole aaltomaisia ​​ominaisuuksia ja aallolla ei ole hiukkasmaisia ​​ominaisuuksia. Fyysikot hyväksyivät kuitenkin aaltohiukkasten kaksinaisuuden useiden uraauurtavien kokeiden jälkeen.

Yhdeksännentoista vuosisadan alussa brittiläisen lääkärin Thomas Youngin (1773-1829) kaksoisviilukokeilu antoi todisteita siitä, että valo on aalto. Sitten, vuonna 1861, skotlantilainen tutkija James Clerk Maxwell (1831-1879) selitti valoa sähkömagneettisten aaltojen etenemisellä. Viite: Maxwellin yhtälöt.

Vuonna 1924 ranskalainen fyysikko Louis-Victor de Broglie (1892-1987) muotoili de Broglie -hypoteesin väittäen, että kaikella aineella, ei vain valolla, on aallonmuotoinen luonne. Hänen hypoteesinsa vahvistettiin pian havainnolla, että elektronit (aine) myös näyttävät diffraktiokuvioita, mikä on intuitiivisesti aalto-ominaisuus. De Broglie'n teoriaa voidaan laajentaa osoittamaan, että kaikella aineella on sama aaltohiukkasten kaksinaisuus kuin valolla. Tämä tarkoittaa, että kaikki maailmankaikkeudessa voi toimia kuin aalto. (Tämä saattaa herättää kysymyksen - miksi emme huomaa liikkuvaa jalkapalloa, joka toimii kuin aalto? No, jalkapalloon liittyvä aineaallon aallonpituus, sanoen - liikkuu nopeudella 2,50 metriä sekunnissa), on erittäin pieni verrattuna pallon koko niin, että aaltomainen käyttäytyminen ei ole havaittavissa.)

Klassisessa mekaniikassa hiukkaset kulkevat hyvin määriteltyjen kulkureitien läpi liikkuessa kolmiulotteisessa tilassa ajan edetessä. Jos heitämme palloa, se kulkee parabolista rataa pitkin, kunnes se osuu maahan. Jos tiedämme pallojen lähtöaseman ja nopeuden heitettäessä, niin voimme selvittää tarkalleen, mitä kulkua pallo seuraa ja tarkalleen missä se voi olla milloin tahansa sen heittämisen jälkeen. Voimme jopa laskea tarkan sijainnin, josta pallo voi lopulta laskeutua. Ei ole epävarmuutta.

Kvanttimekaniikassa hiukkaset eivät liiku avaruudessa hyvin määriteltyjen kulkureittien varrella. Jos käynnistämme esimerkiksi elektronin, tiedämme vain todennäköisyyden, että elektroni on tietyssä paikassa tietyllä hetkellä, ja siten voimme vain todeta todennäköisyyden, että elektroni laskeutuu tietyssä paikassa. Klassisessa tilanteessa lähtöolosuhteet olivat molemmat tarkasti tarkkoja, tiedämme pallon paikan ja nopeuden tarkalleen sen liikkeen alussa. Kvanttitapauksessa tietämyksemme elektronin alkuperäisestä sijainnista ja vauhdista eivät ole tarkkoja. Mitä enemmän me tiedämme elektronin aloitusasennosta, sitä vähemmän tiedämme sen käynnistysmomentista ja päinvastoin. (Epävarmuusperiaate) Siksi on mahdotonta määritellä tarkkaan elektronin alkuolosuhteita käynnistyksen yhteydessä. Voimme määritellä eniten todennäköisyyttä, että elektroni käynnistyy yhdellä avaruusalueella ja samalla tavalla vauhdilla.

Lisätietoja: Todennäköisyysaallot ja täydentävyys