相位(波形比如波峰),复数场概率场周期场梯度场强
关于电磁波,物质波,几率波的问题
2010-09-09 12:34:37 来自: zznn(天天向上)
为什么电磁波对应的粒子(光子)没有静质量,而一般物质波对应的粒子如电子有静质量?电磁波是物质波吗,物质波是电磁波吗,物质波和电磁波的关系是怎样的?几率波和物质波的关系又是怎样的?为什么可以用波函数这一不代表真实物质波动的几率波描述真实粒子的真实波动性(物质波)?
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2010-09-10 04:34:31 Everett
1. 为什么电磁波对应的粒子(光子)没有静质量,而一般物质波对应的粒子如电子有静质量?
有没有质量和是什么场没有必然的关系。光子是因为电磁场有规范不变性从而没有静止质量的。而且这只是对横波光子而言吧,纵波光子的质量是非常大的。物质波对应的粒子也可以没有质量,比如Dirac Fermion,反正凝聚态物理里有很多无质量的电子。至于我们的世界为什么要安排真空的电子有质量那就不知道了。
2. 电磁波是物质波吗,物质波是电磁波吗,物质波和电磁波的关系是怎样的?
电磁波和物质波都是量子场的波动。在量子场论的意义上它们可以被统一看待,电磁场和物质场都是的量子场。
3. 几率波和物质波的关系又是怎样的?
不知道几率波具体指什么,求解释。一般量子力学书里说的几率波应该就是物质波。
4. 为什么可以用波函数这一不代表真实物质波动的几率波描述真实粒子的真实波动性(物质波)?
这是个主观的问题,这取决于你怎么定义“真实”。并不是所有人都认为波函数是“不真实”的,也并不是所有人都认为粒子是“真实”的,其实真实只不过是人类的一种感受而已。比如某些凝聚态物理学家认为量子场其实可以由物质构成,就像以前的以太理论一样。典型的例子就是声波,声波真的是原子的集体振动,你可以说是实实在在的波动,然后声波也是描述声子这个粒子运动的波函数,你可以说声波是声子的物质波。当然你可以认为声子是不真实的;而它的物质波,也就是声波,反而是真实的。因为你毕竟没有办法直接看见声子,但是你可以“看到”(在某些成像仪器的帮助下)声波造成物体的形变,所谓眼见为实嘛。> 删除 -
2010-09-10 13:26:26 Everett
为什么曾老师要说几率波不代表某种真实物理量的波动呢?这是因为每年都有学生要问:曾老师,曾老师,那个几率波什么的到底是什么的波动嘛……所以老曾最后想出了一个回答,就是几率波不代表真实物理量的波动,得,这下你们这些学生都无语了吧……我们知道量子力学核心埋藏着很多不能理解的问题,为了帮助初学者规避这些问题,以免一开始就陷进去,所以我们不回答物质波是什么的波动这个问题。事实上我们现在也回答不了这个问题,但是我们可以记住这个问题,不要因为书上说波函数不是物理量,就堵住了我们的思路。
从量子场论的角度看,声子和光子都是实数场,波函数是复数场,费米子场是格拉斯曼数场。其中只有实数场和复数场可以有玻色凝聚,有了玻色凝聚我们才能用宏观仪器进行测量。然而其中又只有实数可以成为仪器的读数。虽然说复数原则上可以分解成模和相位两个实数,但是没有一个可以测量相位的仪器。因为相位和粒子数共轭,一台可以测量相位的仪器一定伴随巨大的粒子数涨落,也就是时有时无,这样的仪器不太可能存在。所以只有实数场被人类宏观测量过,在这个意义上,我们说声波和光波是真实物理量的波动。但是这并不意味着其他的量子场就“不真实”。当然真不真实是主观看法,我只想说所谓波函数不是真实物理量的意思只不过是说波函数不能用人类制造的仪器测量,但并不意味着物质波不存在,或者物质波没有媒介。> 删除 -
2010-09-10 14:32:06 zznn (天天向上)
嗯,谢谢Everett和[已註銷]的解答!