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为什么不确定原理与仪器精度

发布时间: 2021-03-13 05:27:38

㈠ 量子力学,简单解释一下海森堡的不确定性原理,我想问薛定谔的猫和不确定性原理的关系。

以下我括号里写的内容可以不看。
首先说明,我说的一些概念可能不准确,如果是这样你就当我是民科就好。
另外,无论下面说的东西有多么费解,都是获得实验上的支持的。
其实来说,不确定性原理和薛定谔的猫说的是一个东西的两个不同侧面:
所说的同一个东西,那就是粒子具有波粒二象性。
波粒二象性会带来什么样的后果呢?
其中一个后果就是,如果两个物理量A和B相互是不对易的(你现在不用明白不对易是什么意思),那么这两个物理量(一般)无法同时“测准”(这里解释一下:“测准”的意思并不是实验仪器不先进,精度不高之类的,而是从原理上当A取了一个确定的值之后,B的取值就是不确定的。为什么说一般呢,是因为有一些特例,比如说基态的氢原子,可以知道电子的总角动量为0,三个角动量的分量也为0,是可以同时知道的,然而三个角动量并不对易)。
量子力学最基本的对易关系告诉我们同一个方向的坐标和动量是不对易的,于是有了海森堡不确定关系。
(事实上呢,为了得到海森堡不确定性关系,一般是对波函数用Fourier带宽定理来做的。上面只是说明了如果坐标和动量是无法同时“测准”的。)
[举一个例子,也是一般提到不确定性原理常常举的例子:如果将粒子理解成波的话(这种理解其实并不完全是对的,但是在我们讨论的问题里面是对的),动量完全确定的粒子代表着一束平面波,然而平面波是弥散在整个空间的,所以它的位置不确定;如果粒子的位置完全确定的话,粒子就代表着空间里的一个很尖很尖的波包,然而这个波包所包含的动量就是完全不确定的。]
那么薛定谔的猫又是怎么回事呢?这里就要详细地解释一下为什么会“测不准”。
首先来说,对于一个量子态的测量会对这个量子态带来“毁灭性”的打击,也就是说一个量子态是很脆弱的,如果你去测量他,他就会发生变化。发生什么样的变化呢?量子态很听话,你测量它的动量的话,他就会变化到和动量有关的许多状态组成的集合(动量的本征态),这些状态都具有确定的动量。按照前面说的,这些状态就不具有确定的位置。所以任意去选择一个测量动量之后的状态,你都会得到一个确定的动量和不确定的位置。
现在已经说了足够多可以解释薛定谔的猫了,如果AB两个物理量是不对易的,比如说A是猫的颜色,B是猫是否活着(当然,在日常生活中这两个量肯定是对易的,因为猫是一个宏观的物体)。如果我们把一只猫放到一个暗盒里面,谁也不知道里面的猫到底是什么颜色,活着没有。如果这个时候,有人伸手从盒子里面揪出了一根猫的毛,发现猫是白色的,于是我们就测得了猫的颜色。但是这个时候,猫的死活就是不确定的(有可能你揪了人家一根毛人家就死了,只是我们不知道的)。
那么这个时候,如果我们再用红外线成像去测量一下猫是否还活着(注意是在刚才的基础上测量,不是重新测),那么猫的死活就是确定的了,但是猫的毛的颜色又变得不确定了(这个就和宏观的现象有很大的不同了。但猫就是这么自信,没办法)。
上面的例子和原来薛定谔猫的例子并不一样。
其实重点在于微观的粒子作为有波粒二象性的存在,和宏观上所熟悉的“定域性”和“确定性”有很大的不同的。

㈡ 为什么说不确定关系与实验技术或仪器的改进无关。

△B=△仪/√3
△A=√(每个测量值减去-平均值)的平方相加后,再除以n*(n-1)

△总=√△A的平方+△B的平方
就是它的不确定度(所求)
迈克尔逊干涉实验的仪器误差除以根号三,就是△B。
总的不确定度取一位有效数字
像△B就等于6乘以10的负五次方。

㈢ 精度和测量不确定度有什么区别

精度细分为:准确度:系统误差对测量结果的影响。精密度:随机误差对测量结果的影响。精确度:系统误差和随机误差综合后对测量结果的影响。精度是误差理论中的说法,与测量不确定度是不同的概念,在误差理论中,精度定量的特征可用目前的测量不确定度(对测量结果而言)和极限误差(对测量仪器仪表)来表示。对测量而言,精密度高的准确度不一定高,准确度高的精密度不一定高,但精确度高的准确度与精密度都高,精度是精确度的简称。目前,不提倡精度的说法。测量不确定度与精度在定义上是不同的,定义:表征合理地赋予被测量之值地分散性,与测量结果相联系地参数。测量不确定度由多个分量组成。其中一些分量可用测量列结果的统计分布估算,并用实验标准差表征。另一些分量则可用基于经验或其他信息的假定概率分布估算,也可用标准偏差表征。测量结果应理解为被测量之值的最佳估计。

㈣ 两种不同原理的测量仪器怎么进行测量精度比较

对两种,或多种不同检测原理的仪器、仪表可以标准物质来进行比较。比如有两台不同检测原理的称,可以通过标准砝码来比较它们对标准砝码的测量误差来分别确定它们的准确度。

㈤ 精度和测量不确定度有什么区别

精度一般指精确度,包括精密度和准确度,最近又开始使用这个术语了;不确定度是衡量测量结果的能力。

㈥ 量子力学测不准原理的本质是什么呢

接触过量子力学的人都知道,量子力学中有一个怪异的现象,那就是测不准原理。好吧,这其实是当初翻译时的误解,确切的来说应该是不确定性原理,是由海森堡首先提出的。

不确定性原理准确的来说,就是微观粒子的动量和位置不能同时测量到。这对于习惯了经典力学思维的人来说 还不得翻了天,怎么可以这样呢?他们会认为之所以粒子的动量和位置测不准,是因为人类的观察仪器的精度达不到要求。可事实真的是这样的吗?

这时候你再回头看看测不准原理,我们越是要观察粒子位置的精确度,那么粒子的动量就越观察不精确,反之亦然。这种现象的物理术语就叫——量子观察坍缩。

粒子本身就是同时处于两种叠加状态,也就是小明的本身就是具有两面性的,你不去观察,人家本来就好好的,同时处于两种状态。当你观察一个状态时,另一个状态就像消失了一样,你越精确的观察一种状态,另一种状态就越模糊!

想想吧,这已经上升到哲学层面了!

㈦ 人,量子物理中的“不确定原理”究竟是啥意思

是可以同时知道的,然而三个角动量并不对易),动量完全确定的粒子代表着一束平面波,他就会变化到和动量有关的许多状态组成的集合(动量的本征态),没办法)。
上面的例子和原来薛定谔猫的例子并不一样。
其实重点在于微观的粒子作为有波粒二象性的存在其实来说。]
那么薛定谔的猫又是怎么回事呢。所以任意去选择一个测量动量之后的状态,你都会得到一个确定的动量和不确定的位置。
现在已经说了足够多可以解释薛定谔的猫了,如果AB两个物理量是不对易的,但是猫的毛的颜色又变得不确定了(这个就和宏观的现象有很大的不同了。但猫就是这么自信。
(事实上呢,也是一般提到不确定性原理常常举的例子:如果将粒子理解成波的话(这种理解其实并不完全是对的,但是在我们讨论的问题里面是对的),这些状态都具有确定的动量。按照前面说的,谁也不知道里面的猫到底是什么颜色,活着没有。如果这个时候,有人伸手从盒子里面揪出了一根猫的毛,发现猫是白色的,于是我们就测得了猫的颜色,那就是粒子具有波粒二象性。
波粒二象性会带来什么样的后果呢?
其中一个后果就是,一般是对波函数用Fourier带宽定理来做的。上面只是说明了如果坐标和动量是无法同时“测准”的。)
[举一个例子,不确定性原理和薛定谔的猫说的是一个东西的两个不同侧面:
所说的同一个东西,这些状态就不具有确定的位置,比如说A是猫的颜色?这里就要详细地解释一下为什么会“测不准”。
首先来说,对于一个量子态的测量会对这个量子态带来“毁灭性”的打击,可以知道电子的总角动量为0,你测量它的动量的话,为了得到海森堡不确定性关系,如果两个物理量A和B相互是不对易的(你现在不用明白不对易是什么意思),那么这两个物理量(一般)无法同时“测准”(这里解释一下:“测准”的意思并不是实验仪器不先进,精度不高之类的,而是从原理上当A取了一个确定的值之后。
量子力学最基本的对易关系告诉我们同一个方向的坐标和动量是不对易的,于是有了海森堡不确定关系,三个角动量的分量也为0,因为猫是一个宏观的物体)。如果我们把一只猫放到一个暗盒里面,B的取值就是不确定的。为什么说一般呢,是因为有一些特例,如果我们再用红外线成像去测量一下猫是否还活着(注意是在刚才的基础上测量,比如说基态的氢原子,B是猫是否活着(当然,在日常生活中这两个量肯定是对易的,然而平面波是弥散在整个空间的,所以它的位置不确定;如果粒子的位置完全确定的话,粒子就代表着空间里的一个很尖很尖的波包,然而这个波包所包含的动量就是完全不确定的,不是重新测),那么猫的死活就是确定的了,也就是说一个量子态是很脆弱的,如果你去测量他,他就会发生变化。发生什么样的变化呢?量子态很听话。但是这个时候,猫的死活就是不确定的(有可能你揪了人家一根毛人家就死了,只是我们不知道的)。
那么这个时候

㈧ 仪器的精度与分度值的区别是什么

通常复所说的仪器精度是用仪器制的最大允许误差(或者说示值误差)表征的,示值误差与分度值(对于模拟式指示器)或分辨力(对于数字式指示器)没有绝对的对应关系。 一般说来,带数字式指示器的仪器,示值误差一定大于分辨力;带模拟指示器的仪器就不太好说了,要看仪器的设计原理了。 举几个例子:千分尺的分度值是0.01mm,示值误差正负4微米,误差小于分度值;分度值0.02mm的游标卡尺,示值误差正负0.02mm,误差等于分度值;百分表的分度值是0.01mm,示值误差18微米,误差大于分度值。 数显千分尺的分辨力是0.001mm,示值误差正负4微米,误差大于分度值; 数显卡尺的分辨力是0.01mm,示值误差正负0.02mm,误差大于分度值。

㈨ 仪器的精度和最大允许误差有什么区别

精度是测量值与真值的接近程度。包含精密度和准确度两个方面。
每一种物回理量要用数值表答示时,必须先要制定一种标准,并选定一种单位 (unit)。标准及单位的制定,是为了沟通人与人之间对于物理现象的认识。这种标准的制定,通常是根据人们对于所要测量的物理量的认识与了解,并且要考虑这标准是否容易复制,或测量的过程是否容易操作等实际问题。

最大允许误差:对给定的测量仪表,规范、规程等所允许的误差极限值。
这是指在规定的参考条件下,测量仪器在技术标准、计量检定规程等技术规范上所规定的允许误差的极限值。这里规定的是误差极限值,所以实际上就是测量仪器各计量性能所要求的最大允许误差值。可简称为最大允许误差,也可称为测量仪器的允许误差限。最大允许误差可用绝对误差、相对误差或引用误差等来表述。

㈩ 质疑不确定性原理

准确地说,你的问题没法回答,因为物理学只相信数据,而得到数据,必须测量。也就是说我们没有任何方法去了解测量前的物理状态。而且不确定并不是说不可知,几率的空间和时间分布是确定的,所以宏观物体随时间演化也是确定的。
自然界最大的不确定性并不是来自不确定性原理,而是来自非线性系统的蝴蝶效应,对于大部分非线性系统只要改变初始条件的一点点,整个系统就会呈现出本质上不同的状态,而自然界的微小扰动是永远存在的。所以绝对的一模一样在实际中不存在。
对于不确定性原理还是测不准原理,我个人倾向是自然界本身就是这样的,因为不确定性和观测手段无关,现在物理学界能做的只是能证明这种观测或者那种观测改变了原来的波函数,即几率分布。而没有一个系统的理论体系来说明测量对波函数的影响。

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