Дифракционная решетка с двумя щелями.

[zotkin]

Во всех учебниках по квантовой механике приводится опыт с дифракционной решеткой с двумя щелями как доказательство того, что микрочастица не может быть корпускулой. При этом делается предположение, что микрочастица может взаимодействовать только с краями щели, откуда и следует соответствующий вывод. Непонятно, откуда следует, что микрочастица может взаимодействовать только с краями щели? Ведь природа квантовых свойств неизвестна.

[obar]

zotkin в сообщении #516558 писал(а):

Во всех учебниках по квантовой механике приводится опыт с дифракционной решеткой с двумя щелями как доказательство того, что микрочастица не может быть корпускулой.

Этот опыт приводят как иллюстрацию того, что частица может при определенных условиях взаимодействовать как волна. А при других условиях может взаимодействовать как частица (вспомните, например, фотоэффект).

zotkin в сообщении #516558 писал(а):

При этом делается предположение, что микрочастица может взаимодействовать только с краями щели, откуда и следует соответствующий вывод.

Таких предположений никто не делает. Даже классическая волна не взаимодействует "только с краем", а чувствует всю щель. Сравните, к примеру, дифракцию на щели (одной) и на полуплоскости. В последнем случае в области геометрической тени интенсивность монотонно убывает, в то время, как при дифракции на щели характер убывания не монотонный (картинки можно посмотреть здесь http://www.femto.com.ua/articles/part_1/1075.html).

[zotkin]

Я не точно выразил свой вопрос, и вы меня не поняли. Дело в том, что опыт с дифракционной решеткой с двумя щелями используют не только для иллюстрации наличия волновых свойств у микрочастиц, но и для доказательства того, что представление о микрочастице как о корпускуле, перемещающейся по траектории не совместимо с экспериментом. Доказательств этого не приводят, либо ссылаются на то, что корпускула может взаимодействовать только с краями щели, через которую она проходит, либо с небольшим числом элементов кристалла, если имеют дело с кристаллом. Хотя этого конечно недостаточно. Я и хотел бы узнать, нет ли каких-нибудь более строгих доказательств того, что экспериментальная картинка исключает представление о микрочастице как о корпускуле, перемещающейся по траектории.

-- 22.12.2011, 20:06 --

Всякую глупость принято подкреплять аргументами.

[Munin]

Вы вообще знаете, что такое интерференционная картина?

[zotkin]

Я знаю, что такое интеренференционная картина, слава богу. Трудное слово, прямо скажем. А вы знаете, что это такое?

-- 22.12.2011, 20:52 --

Интерференционная, извиняюсь за ошибку.

[Munin]

Если вы знаете это, то знаете, как она зависит от ширины щелей, расстояния между щелями, длины волны? Как она зависит от краёв щели, от середины щели?

[zotkin]

Оставим в стороне вопрос об интерференции, и от чего она зависит. Я вовсе об этом вас не спрашиваю. Если вам не ясен вопрос, на который я хочу получить ответ, я его сформулирую иначе. Допустим, что микрочастица корпускула, и значит, движется по траектории. Иначе не возможно. Проходит она через кристалл, допустим. Весь кристалл влияет на его траекторию. Взаимодействие с кристаллом очень сложное. И вот результат. Вероятность похожая , по каким-то причинам на поведение волн. Можете ли вы показать, ссылаясь на какой-либо источник, конечно, что такой вариант можно отбросить. Вот, что меня интересует.

[Munin]

zotkin в сообщении #518956 писал(а):

Оставим в стороне вопрос об интерференции, и от чего она зависит. Я вовсе об этом вас не спрашиваю.

Нет, это ключевой вопрос. Чтобы доказать, что картина вызвана именно интерференцией, а не другими механизмами, можно и нужно убедиться, что она ведёт себя как интерференционная, рассчитывается как интерференционная, зависит нужным образом от перечисленных параметров. Именно это исключает представление о движении по определённой траектории. Других способов исключить это представление нет.

zotkin в сообщении #518956 писал(а):

Вероятность похожая , по каким-то причинам на поведение волн.

Вот вся идея в том, что такого быть не может. Поведение волн - вещь конкретная, и включает в себя причины. Другие причины не могут вызвать ничего похожего.

[BISHA]

zotkin в сообщении #518584 писал(а):

Я и хотел бы узнать, нет ли каких-нибудь более строгих доказательств того, что экспериментальная картинка исключает представление о микрочастице как о корпускуле, перемещающейся по траектории.

В силу принципа неопределенности Гейзенберга это не нужно искать, что это Вам даст. Движущийся частица - волна, что легко объясняет все проведенные опыты.

[zotkin]

Вы со мной согласитесь, что не всегда историческая последовательность открытий соответствует причинно-следственной связи. Иначе говоря, в основе вероятностных свойств микромира не обязательно лежат свойства волн, конечно, я имею в виду механические волны в средах – жидкости, газах и твердых телах. Ситуация здесь наверняка обратная. В основе свойств механических макроскопических волн лежат вероятностные законы микромира. То есть, в силу каких-то свойств некоторых механических систем вероятности микромира могут проявиться как самые настоящие волны. Такая возможность вас устраивает? И формулы оказываются теми же самыми, в чем нет ничего удивительного. Что касается утверждения, что микрочастица волна, здесь и сказать нечего. Если вам известны приборы, которые фиксировали отдельные микрочастицы как волну, как объект протяженный в пространства поделитесь. Соотношение неопределенностей, само по себе, ничего не дает. Его еще надо как-то интерпретировать. Какой смысл имеет утверждение, что импульс отдельной микрочастицы неопределенный? Смысл, соотношение неопределенностей, получает только тогда, когда имеют дело с большим числом замеров и в каждом отдельном замере получают точное значение соответствующей величины.

[zotkin]

Сформулирую свой вопрос по-другому. Отдельная микрочастица проходит через кристалл или дифракционную решетку. На фотопластинке, за экраном, появляется только пятно. Нет чередования полос, колец или системы пятен соответствующих дифракционной картине. Откуда вытекает, что отдельная микрочастица волна, или, что с ней связана какая-то волна? Но если она не волна, значит, она корпускула и перемещается по траектории.

[BISHA]

zotkin в сообщении #520659 писал(а):

Нет чередования полос, колец или системы пятен соответствующих дифракционной картине

Дифракция - огибание препятствий (очень простой ответ). Летящая частица не будет огибать препятствия, если она не обладает волновыми свойствами. При этом будут и строго определенные углы дифракции.

[Munin]

zotkin в сообщении #519313 писал(а):

не обязательно лежат свойства волн, конечно, я имею в виду механические волны в средах

В этом ваша проблема. На самом деле, свойства волн - более обширная концепция, и охватывает не только механические волны в средах. Надо сначала этому научиться (познакомиться с волнами электромагнитными, может быть, тепловыми, поляризационными, химическими), и тогда осознать, что выражение "в основе свойств микромира лежат свойства волн" совершенно справедливо.

zotkin в сообщении #520659 писал(а):

Отдельная микрочастица проходит через кристалл или дифракционную решетку. На фотопластинке, за экраном, появляется только пятно. Нет чередования полос, колец или системы пятен соответствующих дифракционной картине. Откуда вытекает, что отдельная микрочастица волна, или, что с ней связана какая-то волна?

Из множества таких опытов, показывающего вероятности появления этих пятен.

zotkin в сообщении #520659 писал(а):

Но если она не волна, значит, она корпускула и перемещается по траектории.

Вы напрасно представляете себе ситуацию, как исчерпываемую двумя вариантами. На самом деле, вариантов больше.

На самом деле, микрочастица не волна и не корпускула. Она - нечто третье. Это нечто третье официально называется "квантовая частица", хотя это название не совсем удачно - как будто это всё-таки частица, хотя на самом деле это не так. Фейнман однажды придумал более удачное слово "волница" (wavicle), которое подчёркивает, что это всё-таки ни то, ни другое.

"Волницы" не перемещаются по траектории. Они перемещаются во всём пространстве по законам интерференции. И при этом, если их пытаться зафиксировать фотопластинкой, создают на ней только маленькое пятно - потому что могут прореагировать только с одной молекулой фотоэмульсии. Вот такие у них свойства, их надо изучить, и к ним привыкнуть, а не пытаться укладывать в прокрустово ложе свойств корпускул или волн.

[zotkin]

Сначала посмотрим на мнение Фейнмана. Квантовая механика и интегралы по траекториям - Фейнман, Хиббс Оригинальный курс квантовой механики, написанный на основе лекций известного американского физика, лауреата Нобелевской премии Р.Н.Фейнмана.
От всех существующих изложений данная книга отличается как исходными посылками, так и математическим аппаратом: в качестве отправного пункта принимается не уравнение Шредингера для волновой функции, а представление о бесконечномерном интегрировании по траекториям. Это позволяет наглядным и естественным образом связать квантовое и классическое описания движения. Формализм новой теории подробно развит и проиллюстрирован на примере ряда традиционных квантовых задач (гармонический осциллятор, движение частицы в электромагнитном поле и др.).
Книга представляет интерес для широкого круга физиков -- научных работников, инженеров, лекторов, преподавателей, аспирантов. Она может служить дополнительным пособием по курсу квантовой механики для студентов физических специальностей.

-- 28.12.2011, 20:16 --

Почему летящая микрочатица не будет огибать препятствия? Откуда это следует? Вы можете это доказать?

-- 28.12.2011, 20:20 --

Оставим в стороне электромагнитные волны. Возьмем химические волны. Вы считаете микрочастицу химическим объектом? Но ведь это уже шаг к биологии. Может это не так?

-- 28.12.2011, 20:26 --

Насчет волницы в общем-то очень и очень убедительно. Ответить здесь даже нечего. Объясните пожалуйста как подойти к проблеме структуры такой вот волницы, например волницы по названию протон?

-- 28.12.2011, 20:31 --

Множество опытов хорошо, конечно. Но и результаты множества опытов с прохождением одной микрочастицы через кристалл, я думаю, тоже что-то да значат.

[Munin]

zotkin в сообщении #521081 писал(а):

Сначала посмотрим на мнение Фейнмана. Квантовая механика и интегралы по траекториям - Фейнман, Хиббс

Это не "мнение", а учебный курс.

zotkin в сообщении #521081 писал(а):

От всех существующих изложений данная книга отличается как исходными посылками, так и математическим аппаратом

Сразу видно, что вы слишком мало изложений читали. После Фейнмана в таком же стиле написано очень много учебников. Хотя в основном по КТП, а не по КМ.

zotkin в сообщении #521081 писал(а):

Почему летящая микрочатица не будет огибать препятствия? Откуда это следует? Вы можете это доказать?

Будет. С чего вы взяли, что не будет?

zotkin в сообщении #521081 писал(а):

Оставим в стороне электромагнитные волны. Возьмем химические волны. Вы считаете микрочастицу химическим объектом? Но ведь это уже шаг к биологии. Может это не так?

Химические волны с микрочастицами не имеют ничего общего. "Химических объектов" в природе не бывает, химия изучает вещества, а не объекты. Биология тут тем более ни при чём.

zotkin в сообщении #521081 писал(а):

Насчет волницы в общем-то очень и очень убедительно. Ответить здесь даже нечего. Объясните пожалуйста как подойти к проблеме структуры такой вот волницы, например волницы по названию протон?

Со знанием квантовой механики.

zotkin в сообщении #521081 писал(а):

Множество опытов хорошо, конечно. Но и результаты множества опытов с прохождением одной микрочастицы через кристалл, я думаю, тоже что-то да значат.

Да. Причём ровно то же самое.