不确定性原理

By admin , 26 五月, 2026
无法同时精准测量粒子的位置和动量:位置越确定,速度 / 运动方向越模糊,反之亦然。
 

VR 实现

  1. 场景:一个自由运动的微观粒子;
  2. 交互操作:用 “测量光标” 锁定粒子位置,粒子立刻被限制在极小范围,但运动轨迹变得混乱弥散;
  3. 反向操作:追踪粒子运动速度,粒子位置变得大范围模糊;
  4. 配文字提示:位置与动量此消彼长的量子特性。

 

平均速度等于位移与时间的比值。在观测粒子运动时:

观测时间越短,粒子位置越确定(位置标准差越小),速度的标准差就越大;

观测时间越长,我们对速度的判断越精准(速度标准差越小),位置的标准差也就越大。

这正是不确定性原理体现的规律:位置与速度的标准差无法同时趋近于零。

\(\boldsymbol{\sigma_x \cdot \sigma_v \ge \dfrac{\hbar}{2m}}\)

日常写法 \(\Delta x\cdot\Delta p \ge \dfrac{\hbar}{2}\),就是用 \(\Delta\) 简写标准差 \(\sigma\)

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