概率波是什么?
概率波,包括物质波、光波等。指空间中某点某时刻可能出现的几率。比如一个电子,如果是自由电子,那么它的波函数就是行波,就是说它有可能出现在空间中任何一点,每点几率都相等。
如果被束缚在氢原子里,并且处于基态,那么它出现在空间任何一点都有可能,但是在波尔半径处几率最大。
物质波,又称德布罗意波,是概率波,指空间中某点某时刻可能出现的几率其中概率的大小受波动规律的支配。量子力学认为物质没有确定的位置,它表现出的宏观看起来的位置其实是对几率波函数的平均值,在不测量时,它出现在哪里都有可能,一旦测量,就得到它的平均值和确定的位置。
我们将某一物理量的扰动或振动在空间逐点传递时形成的运动称为波。不同形式的波虽然在产生机制、传播方式和与物质的相互作用等方面存在很大差别,但在传播时却表现出多方面的共性,可用相同的数学方法描述和处理。
各种形式的波的共同特征是具有周期性。受扰动物理量变化时具有时间周期性,即同一点的物理量在经过一个周期后完全恢复为原来的值;在空间传递时又具有空间周期性,即沿波的传播方向经过某一空间距离后会出现同一振动状态(例如质点的位移和速度)。
因此,受扰动物理量u既是时间t,又是空间位置r的周期函数,函数u(t,r)称为波函数或波动表示式,是定量描述波动过程的数学表达式。广义地说,凡是描述运动状态的函数具有时间周期性和空间周期性特征的都可称为波,如引力波,微观粒子的概率波(见波粒二象性)等。
概率波是什么
光波是一种概率波
一个光子通过狭缝后到底落在屏上的哪一点呢?德国物理学家波恩指出:虽然不能确定某个光子落在哪一点,但由屏上各处明暗不同这个事实可以推知,光子落在各点的概率是不一样的,即光子落在明纹处的概率
高中物理.如何理解概率波
概率波,包括了物质波、光波等
指空间中某点某时刻可能出现的几率
比如一个自由电子,那么它的波函数就是行波,就是说它有可能出现在空间中任何一点,每点几率相等每点几率
不确定性关系的表达式——△p△x≥h/2
物质波是概率波吗,电子波是物质波是概率波
1.物质波本质就是一种概率波,所以概率波包含物质波,概率波还包含光波,电子波等。
2.物质波又叫德布罗意波,1923年的论文中,德布罗意首次提来出了实物粒子也具有波动和粒子两重性的假设,人们把德布罗意波又叫作物质波。
3.概率波是量子源物理学的一个基本假设,1926年波恩提出的波函数的概率诠释。
4.他说必须找到使粒子和波一致起来的途径,他在概率的概念中发现了衔接的环节。
5.根据这个解释,波函数没有直接的物理意义,只有波函数的平方正比于找到粒子的概率。
6.因此,人们称和粒子相伴随的德布罗意波为概率波。
波的概率波
概率波包括了物质波、光波等。指空间中某点某时刻可能出现的几率。比如一个电子,如果是自由电子,那么它的波函数就是行波,就是说它有可能出现在空间中任何一点,每点几率相等。如果被束缚在氢原子里,并且处于基态,那么它出现在空间任何一点都有可能,但是在波尔半径处几率最大。对于你自己也一样,你也有可能出现在月球上,但是和你坐在电脑前的几率相比,是非常非常小的,以至于不可能看到这种情况。这些都是量子力学的基本概念,非常有趣。
也就是说,量子力学认为物质没有确定的位置,它表现出的宏观看起来的位置其实是对几率波函数的平均值,在不测量时,它出现在哪里都有可能,一旦测量,就得到它的平均值和确定的位置。
量子力学里,不对易的力学量,比如位置和动量,是不能同时测量的,因此不能得到一个物体准确的位置和动量 ,位置测量越准 ,动量越不准。这个叫不确定性原理,当然即使不测量,它也存在。 在均匀的媒质中,波沿直线传播。传播中波可能遇到新的环境。一个简单的情况是波由一种均匀的媒质射向另一种均匀媒质,而且两个媒质的界面是平面的。入射到界面的波(入射波),一部分在界面上被反射回第一媒质(称为反射波),另一部分则折入第二媒质(称为折射波)。众所周知,反射角恒等于入射角,而折射角的大小依赖于两个媒质的有关物理量的比。对于电磁波,这个物理量是介电常数同磁导率的乘积的平方根。对于其他的波有时情况要复杂些。例如,当固体中声波从一个固体媒质投射到另一固体媒质时,在第一媒质中,入射波将被反射出两个波,而不是一个,其中一个是纵波,一个是横波。进入第二媒质时也将折射出两个波(图4)。两种反射波的反射角和两种折射波的折射角都有一定的规律。
当波在传播中遇到一个实物,这时不仅出现单纯的反射和折射,还将出现其他分布复杂的波,包括衍射波。这种现象统称散射(在有些文献里,散射同衍射两个概念是不严格区分的)。用雷达追踪飞机,用声呐探寻潜艇,便属于这个情况。 提起波时一般含意指不断前进的波,但在特殊情况,也可以建立起似乎囚禁在某个空间的波。为了区分,称前者为行波,称后者为驻波。
两列振幅和频率都相同,而传播方向相反的同类波叠加起来就形成驻波。常用的建立方法是让一列入射波受到媒质边界的反射,以产生满足条件的反向波,让二者叠加形成驻波。例如,简谐波在驻波腔(图5)内来回反射,驻波腔的长度是半波长的整数倍,腔端每个界面在反射时产生π相位差。驻波中振幅恒为零的点称为波节,相邻波节相距半个波长,两个波节之间的振幅按正弦形分布。振幅最大的点称为波腹。
驻波的应用也很广,如管弦乐器便利用了驻波。此外它还导出了一个重要的概念,即频率的分立。要求两个界面之间的距离(d)是半波长的整数倍(n),可以理解为,只有那些频率为n(v/2d) 的波才能建立驻波。这个频率分立的概念对量子力学的创立曾起了启发作用。 在通常的媒质中,简谐波的相速度是个常数。例如,不论什么颜色的光在真空中的相速,总是恒量,等于 2.99792458×10米/秒。但在某些媒质中,相速度因频率(或波长)而异。这种现象称为色散或频散。而对于非线性波,相速度还是振幅的函数。波的色散由媒质的特性决定,因此常把媒质分为色散的或非色散的。媒质会导致波的色散,一个原因是它的尺寸有限,这种色散叫位形色散。例如,在尺寸比波长大得多的固体块内,弹性波的相速度是常数,可是,对于沿直径同波长可比拟的棒面传播的弹性波,同样材料的棒便是色散的了。
媒质是色散的另一个起因在于它的内部的微观结构。有的媒质不论其形状如何,对于某些频率范围的某些种类的波总是色散的。例如,有些媒质内部的带电粒子(如电子),受入射可见光的电场激励而振动,从而反作用于这个光,导致它的色散(见电子论)。正由于水的色散性,雨后才有可能映出彩虹。
单一频率的波,它的传播速度是它的相速度。实际存在的波则不是单频的,如果媒质对这个波又是色散的,那么,传播中的波,由于各不同频率的成分运动快慢不一致,会出现“扩散”。但假若这个波是由一群频率差别不大的简谐波组成,这时在相当长的传播途程中总的波仍将维持为一个整体,以一个固定的速度运行。这个特殊的波群称波包,这个速度称为群速度。与相速度不同,群速度的值比波包的中心相速度要小,二者的差同中心相速度随波长而变化的平均率成正比。群速度是波包的能量传播速率,也是波包所表达信号的传播速率。 均匀(宏观看)而各向同性的媒质是简单的传播媒质,不少的媒质要复杂些。有些媒质是各向同性的但是不均匀。一个简单的例子是海洋中的水,由于温度、盐度、随深度而增长的压强等因素,海水带是分层的。声波的传播速度是这些因素的函数,因此随层而异,其结果是声波的传播途径远不是直线。有可能在声源前方海洋中出现没有声波的区域。比分层更不均匀的媒质,在海洋中以及在其他环境中,也是常见的。
媒质又可能是均匀但各向异性的。单晶是这类媒质。一束光射入像方解石那样的单轴晶体时,会分裂成两束光,其中一束遵守普通的折射定律,称寻常光,另一束则不遵守,称非寻常光。寻常光和非寻常光的偏振面是互相垂直的。这个现象叫双折射。同它相类似,有所谓锥形折射现象,这发生在光沿着晶体的光轴射入像霰石那样的双轴晶体时。当细束光垂直射入这样一个平块晶体,会因锥形折射而在晶体的背面出射成一圈光。可以指出,对于声波同样能观察到这样的形象。
对某些种类的媒质,有时还可以施加外场以影响和控制媒质内部的波传播。m.法拉第早在一百多年前便发现,对高折射率的各向同性材料施加强磁场,可以旋转材料中传播的光的偏振面。还可以有其他一些媒质情况,例如
不同种类的波在不同条件下的传播,在细节上是千变万化的,但在大的方面也常有类似之处。其中,日常生活中经常接触到的电磁波和(空气中)声波尤其近似,若干问题的数学处理也是互通或互相启发的。实际上在19世纪,曾经有一段时期把光看作以太的弹性波。
概率波的理解
概率波是在光本质中引出的。
首先光本质这个问题确实还没有得到完满的解决。当下被大多数人接受的是光的波(电磁波)粒二象性。二象性是“既是又是”的关系,而非“既不是又不是”的关系。
光的粒子性被推翻了么?我想没有吧,光电效应很好得证明了光以粒子的形式存在这一事实。如果一个描述光的模型不包含光的粒子性,那么它必然是不完备的,至少它无法解释光电效应的大量实验现象。
这也就是我的第一个观点,那就是光在本质上很可能是粒子,如同电子、质子一样。
那么光的衍射现象怎么解释?衍射现象的背后隐含着光子运动的不确定性,也就是无法用传统的牛顿力学来预测每一个光子击打屏幕的位置。整个宇宙万物的精确程度被控制在海森堡测不准原理之内,就是说不确定性是事物的本质,正是这种本质导致了光子运动的无法预测性。但是人们想出了退而求其次的方法,那就是用波动性来描述光子出现的概率。
也就说波动性只是对光运动状态的数学描述,因为人们无法用牛顿力学来描述它。
其实并不只有光有波粒二象性,德布罗依提出所有运动物体都有波粒二象性,只是对于宏观物体而言有波动性导致的不确定性是在太微不足道,无法观测。但是电子、质子等一系列基本粒子的波动性已被实验证明,它们也像光子那样,在通过狭缝时会出现衍射条纹。
我总结我的想法就是,光子实际上很可能以粒子的形式存在,它的运动不遵守牛顿力学,这是由不确定性原理所决定的。而光的波动性是对光运动的一种数学表述形式,由此两者构成光的波粒二象性。
几率波和概率波一样么
不一样。
1、几率波是用来表述粒子的性质,可以用来计算粒子在某处的概率。
2、而概率波则是用来表述粒子的动量,它可以用来描述粒子在时间和空间上的运动情况。