“零动量”指的是什么,如果是指多次测量动量平均值是0,那么一些高斯波包是符合要求的,如果指粒子有确定的唯一的动量,值为0,那就只

论电子在零动量条件下的存在方式

德布罗意的物质波假设认为,质量为m并以一定速度u运动的粒子也具有一种波动性,这种波动性满足关系式:p=mu=h/λ,E=mc^2=hv。根据这个假设,电子在零动量条件下也存在一种对应的波长为无穷大、频率为mc^2/h的物质波。这个频率有什么意义呢?目前还没有人对这个零动量频率做出更多的解释。

我认为,对于电子而言,这个频率就是电子的自旋频率,这也意味着电子还存在一个自旋周期h/(mc^2)。更进一步地说,在零动量条件下,电子在空间各处的存在概率也不是固定的,而是会发生周期性的变化,即p(t)=a+asin(2пtmc^2/h),a是关于空间微元与原点距离的一个正态分布函数。

而且,对电子可能存在的半空间球进行概率积分,这个积分概率满足关系式:
P(t)=1/2+1/2sin(2пtmc^2/h)。

已知电子自旋磁矩为(eh)/(4пm),自旋周期为h/(mc^2),不难计算出,这个磁矩等价于电子以光速作半径为h/(2пmc)的圆周运动所产生的磁矩。尽管实体粒子的运动速度不可能达到光速,但存在概率的变化完全可以起到光速乃至超光速的效果。

本来,正态分布函数是一个自然的归一化函数。当我第一次看到波函数的概率解释时,就马上想起了正态分布的图示。但深入学习的结果却大出意外,自由粒子在时空中的分布几率竟然是处处均匀的。

个人感觉,用平面单色波来描述自由粒子的存在方式,可能是不完备的。一个处处均匀的几率分布怎么能够说是在粒子在运动呢?如果引入正态分布函数,一个自由粒子就有一个对应的几率中心,这个中心的变化就对应着经典理论的位移。引入几率中心的以后,还可以更方便地对粒子的自旋作几何描述。

请问,如果把自由粒子的平面单色波改成正态波(模平方呈正态分布),会有什么问题吗?


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2楼

你的思想很活跃,向你学习。


 

3楼

自由粒子未必是单色平面波,“自由”是指薛定谔方程中的势能项V=0,高斯波包可以有单色平面波的解叠加出来,是一种很常用的波包。


 

4楼

引用 kof9595995 (3楼)

自由粒子未必是单色平面波,“自由”是指薛定谔方程中的势能项V=0,高斯波包可以有单色平面波的解叠加出来,是一种很常用的波包。

高斯波是否就是指波幅模与距离成反比的波。如果是,这种函数在无限空间中的归一化如何处理?


 

5楼

引用 tigou123 (4楼)

高斯波是否就是指波幅模与距离成反比的波。如果是,这种函数在无限空间中的归一化如何处理?

高斯波包怎么会“波幅模与距离成反比的波”,它遵循的是高斯分布啊。
高斯分布怎么归一化它就怎么归一化。


 

6楼

引用 kof9595995 (5楼)

高斯波包怎么会“波幅模与距离成反比的波”,它遵循的是高斯分布啊。 高斯分布怎么归一化它就怎么归一化。

你说的高斯波就是正态波?


 

7楼

引用 tigou123 (6楼)

你说的高斯波就是正态波?

嗯,正态分布又叫高斯分布


 

8楼

呵呵,那么我最感兴趣的问题是:按现有的量子理论,零动量的自由粒子在无限空间的概率分布,是否就是正态分布(你说的高斯分布)?谢谢


 

9楼

引用 tigou123 (8楼)

呵呵,那么我最感兴趣的问题是:按现有的量子理论,零动量的自由粒子在无限空间的概率分布,是否就是正态分布(你说的高斯分布)?谢谢

看你“零动量”指的是什么,如果是指多次测量动量平均值是0,那么一些高斯波包是符合要求的,如果指粒子有确定的唯一的动量,值为0,那就只能是单色波,不可能是高斯波包


 

10楼

引用 kof9595995 (9楼)

看你“零动量”指的是什么,如果是指多次测量动量平均值是0,那么一些高斯波包是符合要求的,如果指粒子有确定的唯一的动量,值为0,那就只能是单色波,不可能是高斯波包

谢谢,这个问题让我好好想想,再来请教,可以吗?我一直想建立一个描述粒子自旋的直观模型,但自知孤陋寡闻,不敢轻易断言。故先把一些基本问题问清楚了,才好深入推测。再次对你的耐心表示感谢!


 

11楼

盖斯特测量电子自旋磁矩用的是银原子,有没有用准自由电子(电子束而不是原子束)测量的试验,基本试验思路如何,麻烦知情及热心的网友指点。谢谢

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