Re: [問題] 量子力學中的角動量

看板Physics作者 (Iron Man)時間16年前 (2009/10/29 13:55), 編輯推噓5(5036)
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※ 引述《slime036 (slime036)》之銘言: : 今天吃飯和同學討論到角動量能不能為零 : 我同學的觀點是古典力學中的角動量不能為零 因為這樣就是靜止不動(...他因該是這 : 樣說啦) 但量子力學中角動量可以為0 他是用L^2=L(L+1) L受主量子數影響可以為0 : 但是我是用測不準原理去想 角動量為0的話 角度的不準度就會無限大 這樣物理就不合 : 就這樣討論了滿久 也不知道誰對誰錯 : 另外一個疑問是零點能量 量力中的零點能量是指主量子數為零那項 還是基態能量 : 某孫有說過 以波粒二像性來看 所有粒子都有零點能量 : 快被搞混了.... 古典力學中,角動量可以為零。 角動量為零僅表示物體"不轉動",並非靜止不動。 量子力學中,角動量也可以為零,只是很怪,因為你"很難想像"一個繞著原子核在轉的 電子,其軌道角動量"可以為零"!(L=0)。 此外,我不清楚你如何利用Heisenberg's uncertainty principle推得出,當角動量為零 時,其角度的不準確度就會無限大。 換個說法,當角動量不為零時,角度的不準確度就不會無限大囉!? -------------------------------------------------------------- 就我對Heisenberg's uncertainty principle的認知 (Delta_Theta)*(Delta_angular momentum) >= some constant --(感謝chungweitw 大大 & mantour大大) 我看不出來為什麼角動量等於零時,角度的不準確度才會無限大。 -------------------------------------------------------------- 另一方面,即使當角動量為零時,其角度的不準確度為無限大,那又怎樣? 為什麼你會覺得不符合物理呢? (是因為角度的不準確度為無限大嗎??) ---------------------------------------------------------------- 當一個實驗"很精確地"測得一個粒子(這裡請容許我用"粒子"...)所擁有的動量時,其位置 的測量誤差就會趨向無限大,不是嗎? ---------------------------------------------------------------- Appendix: (我認真的找了一下那篇paper... 以下是那篇paper的Abstract(他寫summary啦...) ,大家可以參考看看。看起來蠻有趣的~) The uncertainty relation between the orbital angular momentum component Lz and the corresponding angle "phi" is discussed. The uncertainty for an angle variable is defined. The formula (delta_Lz)*(delta_phi) >= h/4pi, which is sometimes quoted, is shown to be incorrect, and an alternative relation, in full accord with the Heisenberg Uncertainty Principle, is derived. PS: 因為有些數學符號無法正常顯示,所以我對原文作了些修正。 有興趣的人可以參考 http://www.springerlink.com/content/x4x83103v5nk2g24/fulltext.pdf?page=1 -- " Research is to see what everybody else has seen, and think nobody has thought." - Albert Szent-Gyorgyi -- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc) ◆ From: 140.115.30.15

10/29 16:34, , 1F
量子力學的角動量好像不只是角動量那樣簡單= =
10/29 16:34, 1F

10/29 18:36, , 2F
因為角度的不準度最大只能是 pi / sqrt(3)
10/29 18:36, 2F

10/29 18:36, , 3F
如果原發問者的疑惑在此, 那麼他想得很仔細.
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10/29 19:18, , 4F
正因量子力學中的角動量並非完全像古典力學概念所描述的
10/29 19:18, 4F

10/29 19:19, , 5F
一樣 所以我才會說當角動量等於零 "很怪"。
10/29 19:19, 5F

10/29 19:23, , 6F
至於C大說的角度最大不確定值是"Pi/Sqrt(3)" (驚)!!
10/29 19:23, 6F

10/29 19:23, , 7F
感謝提供資訊~
10/29 19:23, 7F
※ 編輯: joe70136 來自: 140.115.31.125 (10/29 19:25)

10/29 19:27, , 8F
不過話說回來 這不確定值竟然如此大 而且還不含"h"...
10/29 19:27, 8F

10/29 19:27, , 9F
真的很怪= ="
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10/29 19:33, , 10F
哪裏怪? 角度最大不確定值有上限是因為它的值有範圍
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10/29 19:34, , 11F
跟h本來就沒關係
10/29 19:34, 11F

10/29 19:39, , 12F
回樓上大大 我會覺得怪有兩個原因
10/29 19:39, 12F

10/29 19:40, , 13F
第一 我知道角度不像位置沒有boundary 基本上角度的範圍
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10/29 19:41, , 14F
是0~2Pi 最大不確定值竟然不是2Pi !
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10/29 19:42, , 15F
第二 個人覺得"h"是量子力學中所引進的"特別參數"
10/29 19:42, 15F

10/29 19:43, , 16F
因為不確定值的定義沒有h呀
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10/29 19:44, , 17F
(也許)可以這樣說 如果有出現"h" 或多或少都是因為量子力
10/29 19:44, 17F

10/29 19:44, , 18F
這個最大不確定值應該是數學上按照定義算出來的
10/29 19:44, 18F

10/29 19:44, , 19F
跟量子力學本來就沒有關係
10/29 19:44, 19F

10/29 19:44, , 20F
學的關係 在古典力學中 不曾出現過h這個參數值
10/29 19:44, 20F

10/29 19:45, , 21F
最大不確定值與h無關似乎看不出來是由量子力學的概念推得
10/29 19:45, 21F

10/29 19:47, , 22F
我說的是 Heisenberg's uncertainty principle
10/29 19:47, 22F

10/29 19:47, , 23F
你沒有聽懂意思
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10/29 19:48, , 24F
這個Pi/Sqrt(3) 跟Heisenberg's uncertainty principle
10/29 19:48, 24F

10/29 19:48, , 25F
應該沒有關係
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10/29 19:48, , 26F
在其原本的形式 (Delta_X)*(Delta_P)>= (h/4pi)中就有h阿
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10/29 19:49, , 27F
Heisenberg's uncertainty principle給出了量子力學上
10/29 19:49, 27F

10/29 19:49, , 28F
「最小的」delta_theta
10/29 19:49, 28F

10/29 19:50, , 29F
最大的 delta_theta 是被theta本身的範圍所限制
10/29 19:50, 29F

10/29 19:50, , 30F
跟不確定原理沒有關係吧
10/29 19:50, 30F

10/29 19:53, , 31F
如果真的跟Heisenberg"s uncertainty principle沒關
10/29 19:53, 31F

10/29 19:54, , 32F
那我就有問題了為什麼角度會有"不確定值" 而且還有個上限
10/29 19:54, 32F

10/29 19:55, , 33F
當然 這得回去看那Paper 這裡辨也辨不清 = =
10/29 19:55, 33F
※ 編輯: joe70136 來自: 140.115.31.125 (10/29 19:58)

10/29 20:04, , 34F
如果如我所想由於theta的範圍限制的uncertainty大小的話
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10/29 20:04, , 35F
算出來好像不一樣,也許我錯了,我再去看資料做更正
10/29 20:04, 35F
※ 編輯: joe70136 來自: 140.115.31.125 (10/29 20:13)

10/29 20:15, , 36F
chungweitw給的reference有講,ΔLz和ΔΦ滿足一個稍微
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10/29 20:16, , 37F
複雜的uncertainty關係,使得角度最大不準度是pi/sqrt(3)
10/29 20:16, 37F

10/29 20:16, , 38F
,受教了:P
10/29 20:16, 38F

10/30 00:02, , 39F
我想問的是 slime036不是在問L 不是Lz嗎?
10/30 00:02, 39F

10/30 00:12, , 40F
所以他問錯了XD 跟ΔΦ相對應的是ΔLz 而不是ΔL
10/30 00:12, 40F

10/30 00:12, , 41F
所以是我離題了嗎 抱歉抱歉XD
10/30 00:12, 41F
文章代碼(AID): #1AwIvdAW (Physics)
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