波函数变化
但是如果你的容器慢慢变小 , 变小到刚好容纳这个电子的情况 , 此时电子由于无法穿透容器跑到外面 , 电子就只可能在一个固定的位置存在 , 此时电子的位置波函数非常窄 , 但此时你再去测量电子的速度 , 你会发现 , 电子一会儿处于这个速度 , 一会儿处于那个速度 , 速度变得极大的不确定 , 这也意味着电子的速度波函数变宽了 。
瓶子里的电子
所以分析到这里 , 你就会发现 , 你永远无法同时精确测量出一个电子位置和速度 , 当你位置测准了 , 速度就不准 , 当你速度测准了 , 位置又不准 , 而这就是著名的海森堡不确定性原理 。 这种微观粒子的不确定性 , 不是因为我们的测量仪器不够先进导致 , 而是微观世界本来就不确定 。
但是我们好奇的是 , 为何宏观世界就很确定?其实海森堡不确定性原理 , 更为准确的说法是 , 你永远无法同时测准一个微观粒子的位置和动量 , 但是由于动量等于质量乘以速度 , 而每个物体的质量是固定的 , 所以你直接说位置和速度不可同时测准 , 也没有错误 。 但是海森堡不确定性原理的公式却是:位置不确定性 , 乘以动量不确定性 , 必须大于或等于普朗克常数除以4π 。 而这就能解释为何宏观世界非常确定 。
海森堡
我们暂时把公式里面的动量改成速度乘以质量 , 那么这个不确定性公式就变成了:位置不确定性 , 乘以速度不确定性 , 乘以质量 , 必须大于或等于普朗克常数除以4π 。 由于宏观物体的质量都很大 , 所以对于宏观物体来说 , 速度不确定性和位置不确定性就都可以很小 , 也能满足这个公式 , 相当于为了满足这个公式 , 宏观物体的质量帮了很大的忙 。
但是针对微观物体就完全不同了 , 由于微观物体质量都很小 , 所以要让这个公式满足 , 位置不确定性和速度不确定性 , 两者之中必须得有一个很大才行 , 如果两者都很小 , 这个公式是不可能满足的 。 所以速度和位置总得有一个非常不确定才行 。
量子力学
分析到这里 , 大家终于明白为何我们的微观世界 , 永远都处于不确定的状态 , 因为它们的质量太小了 , 逼迫它们必须让位置和速度的其中一个 , 变得不确定才行 。 如果你看懂了以上理论 , 你就掌握了量子力学的核心 , 不知道各位网友怎么看 , 欢迎在评论区留言 。
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