文档介绍：论不确定性原理 06A11204 仇云萍【摘要】不确定性原理由海森堡提出,表述了一个粒子的位置和动量不能被同时确定的最小程度。当粒子的位置非常确定时,其动量将会非常不确定。不确定性原理是量子力学几率解释和波粒二象性的必然结果。在量子力学的发展史上,不确定性原理起到了极为重要的推动作用,本文主要论证了, 不确定性原理的涵义和物理意义。【关键词】不确定性原理;海森堡;波粒二象性;互补原理 1. 定义 1926 年,经典物理大厦建成以后,创立了矩阵力学的海森堡继续发现,如果承认矩阵力学方程是正确的的,那么根据矩阵乘法的不可交换性,会导出 p*qq*p 。海森堡从 p和q 的测量误差△p和△q 的角度对这个不等式进行了推演,得出推论: △ p*△ q>h (h 为普朗克常数) 这就是”海森堡不确定性原理”。它反映了微观粒子运动的基本规律,我们不可能设想出任何一种办法, 把任何一种物体的位置和动量两者同时精确地测量下来。你把位置测定得越准确,你所能测得的动量就越不准确,你测得的动量越准确,你所能测定的位置就越不准确。这个原理指出,宇宙具有某种“微粒性”。你要是尽力把报纸上的图象放大,最后,你就会把它放大到这样一个程度: 你会看到许多细小的颗粒或是斑点, 而根本看不到图象的详细结构。如果你想细致地观察宇宙,你也会碰到同样的情况。有很久一段时间,不确定性原理被称为“测不准原理”,但事实上,不确定性原理是类波系统内秉的性质, 与测量准确不准确并没有关系, 不确定性原理是事物的本征特性, 而测不准原理是实验表现。 2. 不确定性原理的涵义 波粒二象性玻尔虽然接受不确定性关系的结论, 但却不同意海森堡建立不确定性关系的概念基础, 他们的争论之点是不确定性原理的涵义。海森堡把不确定性看作是对经典概念在微观物理学现象上的适用性的限制。他认为, 不确定性的原因是不连续性, 量子力学只能用粒子物理学的术语来表述。玻尔却坚信不确定性并不标志着粒子的物理学语言或波动的物理学语言的不适用性, 而是标志着不能同时使用两种表达方式, 只有二者兼用才能对物理现象提供充分的描述。对波尔来说,不确定性源于波粒二象性。在我们分析海森堡的理想实验并导出不确定性关系的过程中,利用了爱因斯坦- 德布罗意关系式。这些关系式显然把表示波动属性的同表示粒子属性的联系起来因而表示了波粒二象性。事实上, 从分析理想实验出发导出海森堡关系, 必须在某个地方用到爱因斯坦- 德布罗意方程, 要不然整个推理就停留在经典范围内, 不能与联系起来, 即不能与量子概念联系起来。玻尔也正是从这一点出发, 认为不确定性是波粒二象性的必然结果。海森堡在了解了玻尔的论点之后,也逐渐同意了他的观点。不管是从粒子的角度, 还是波动的角度去推理, 我们都能得到不确定性原理。可见, 不确定性原理就是微观世界波粒二象性的体现, 是波动图景和粒子图景相互限制的必然结果, 它们之间有着本质的联系。 互补原理与不确定性关系互补原理是玻尔于 1927 年提出的,把波粒二象性上升到了量子力学的最高原理的高度。其基本思想是: 要完整地再现微观客体的实在性, 必须首先考虑到波粒二象性, 必须使用两组互相排斥、互不归属, 而又互相渗透、互相补充的经典物理学概念, 这些概念的互相制约才能提供关于微观现象的完整信息。如果把这一思想用于波粒二象性,