2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




Начать новую тему Ответить на тему На страницу 1, 2  След.
 
 Корпускулярно-волновой дуализм в прошлом?
Сообщение18.08.2022, 21:32 
Аватара пользователя


22/07/22

897
Часто говорят, что корпускулярно-волновой дуализм остался в прошлом, в первой половине 20 века, а когда физики разобрались, то стали говорить о квантовом поведении, т.е. принципиально новой вещи по сравнению с классическими волна/частица. И мне тут недавно пришла мысль, а была ли какая-то проблема в этом дуализме, и не является квантовое поведение этим же самым дуализмом, только триггерное слово убрали? Т.е. если человек был против дуализма, чем ему нравится квантовое поведение, и наоборот, если человека устраивает квантовое поведение, что ему не нравилось в дуализме?
P.S. Разумеется, квантовое поведение это мейнстрим, вопрос в том корректно ли его называть кор.-вол. дуализмом в наши дни?

 Профиль  
                  
 
 Re: Корпускулярно-волновой дуализм в прошлом?
Сообщение18.08.2022, 22:11 


07/08/14
4231
Doctor Boom в сообщении #1563069 писал(а):
была ли какая-то проблема в этом дуализме
Проблема (у меня, а у специалистов, возможно её и нет) в интерференции частиц на препятствии (например, интерференция электрона, двухщелевой опыт), а дуализм там или нет как-то всё равно.

 Профиль  
                  
 
 Re: Корпускулярно-волновой дуализм в прошлом?
Сообщение18.08.2022, 22:48 
Аватара пользователя


22/07/22

897
upgrade
А где там проблема? Интерферирует ВФ, а потом коллапсирует на экране

-- 18.08.2022, 22:49 --

upgrade в сообщении #1563075 писал(а):
а дуализм там или нет как-то всё равно.

Ну вот почему-то считается, что это устаревшее понятие

 Профиль  
                  
 
 Re: Корпускулярно-волновой дуализм в прошлом?
Сообщение19.08.2022, 00:02 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


23/07/05
17973
Москва
Doctor Boom в сообщении #1563069 писал(а):
Часто говорят, что корпускулярно-волновой дуализм остался в прошлом, в первой половине 20 века, а когда физики разобрались, то стали говорить о квантовом поведении, т.е. принципиально новой вещи по сравнению с классическими волна/частица. И мне тут недавно пришла мысль, а была ли какая-то проблема в этом дуализме, и не является квантовое поведение этим же самым дуализмом, только триггерное слово убрали?
Нет. Корпускулярно-волновой дуализм — это была попытка описать квантовые явления в терминах классической механики. В действительности квантовые объекты не являются ни частицами, ни волнами в том смысле, в каком это понимается в классической механике.

Мне стало интересно, и я посмотрел, употребляется ли корпускулярно-волновой дуализм в курсе теоретической физики Ландау и Лифшица. Оказалось, что даже не упоминается. Также не упоминается и принцип дополнительности. (И релятивистская масса не упоминается — даже в самом первом издании 1941 года.)
Для меня это означает, что физике упомянутые понятия не нужны.

Собственно, в чём состоит корпускулярно-волновой дуализм? В том, что квантовый объект в одних случаях "похож" на частицу (регистрируется в конкретной точке, как дискретный объект), а в других — на волну (интерферирует при подходящих условиях). И какая польза для физики от этой "похожести"?

 Профиль  
                  
 
 Re: Корпускулярно-волновой дуализм в прошлом?
Сообщение19.08.2022, 00:47 
Аватара пользователя


22/07/22

897
Someone в сообщении #1563087 писал(а):
И какая польза для физики от этой "похожести"?

Ну тем, что это описание наблюдаемого поведения, в духе позитивизма например :roll:

 Профиль  
                  
 
 Re: Корпускулярно-волновой дуализм в прошлом?
Сообщение19.08.2022, 00:48 


01/03/13
2502
Doctor Boom в сообщении #1563069 писал(а):
корректно ли его называть кор.-вол. дуализмом в наши дни?
Строго говоря, такого термина (и явления) в науке не существует.

 Профиль  
                  
 
 Re: Корпускулярно-волновой дуализм в прошлом?
Сообщение19.08.2022, 03:33 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


23/07/05
17973
Москва
Doctor Boom в сообщении #1563092 писал(а):
это описание наблюдаемого поведения, в духе позитивизма например
А польза-то для физики в чём? Если у нас есть уравнение, описывающее распространение электрона, мы, хотя бы в принципе, можем рассчитать результаты эксперимента с этим электроном. А что делать с "похожестью"?

 Профиль  
                  
 
 Re: Корпускулярно-волновой дуализм в прошлом?
Сообщение19.08.2022, 03:38 
Аватара пользователя


22/07/22

897
Someone в сообщении #1563094 писал(а):
А польза-то для физики в чём?

Да ни в чем, получается отказались по историческим причинам?

 Профиль  
                  
 
 Re: Корпускулярно-волновой дуализм в прошлом?
Сообщение19.08.2022, 03:45 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


23/07/05
17973
Москва
Doctor Boom в сообщении #1563095 писал(а):
Да ни в чем, получается отказались по историческим причинам?
Почему "по историческим"? Просто ввиду бесполезности.

 Профиль  
                  
 
 Re: Корпускулярно-волновой дуализм в прошлом?
Сообщение19.08.2022, 04:03 
Заслуженный участник


29/09/14
1144
Doctor Boom в сообщении #1563069 писал(а):
И мне тут недавно пришла мысль, а была ли какая-то проблема в этом дуализме, и не является квантовое поведение этим же самым дуализмом, только триггерное слово убрали? Т.е. если человек был против дуализма, чем ему нравится квантовое поведение, и наоборот, если человека устраивает квантовое поведение, что ему не нравилось в дуализме?

"Корпускулярно-волновой дуализм", в который раньше пытались вдуматься первооткрыватели квантовой физики (и который теперь иногда пытаются как-то представить себе начинающие студенты), плох присущей ему путаницей с классическими представлениями.

Дело в том, что в квантовой механике волновая функция это принципиально новое понятие по сравнению с какой-либо "классической волной":

1. Волновая функция системы нескольких частиц $\psi(t, \mathbf{r}_1,\mathbf{r}_2,...\,,\mathbf{r}_n)$ зависит от большего числа координатных переменных, чем какая-нибудь "классическая волна в нашем трёхмерном $\mathbf{r}$-пространстве", и поэтому $\psi$ не представляется какой-либо классической волной $w(t,\mathbf{r}).$

2. Хотя в пренебрежении взаимодействием между частицами им можно сопоставить одночастичные волновые функции $\psi_k(t,\mathbf{r}_k),$ они входят в волновую функцию системы мультипликативно (для простоты не учитываю требований симметрии или антисимметрии к перестановкам в случае тождественных частиц, не пишу спиновые индексы):

$\psi(\mathbf{r}_1,\mathbf{r}_2,...\,,\mathbf{r}_n) = \psi_1(\mathbf{r}_1)\,\psi_2(\mathbf{r}_2)\,...\,\psi_n(\mathbf{r}_n).$

В классических теориях такое перемножение невзаимодействующих волн никакого смысла не имеет и не встречается. В квантовой же механике перемножение одночастичных волновых функций является естественным - ему соответствует произведение вероятностей независимых событий; вероятность одновременного обнаружения частиц в элементах объёма в точках $\mathbf{r}_1,\mathbf{r}_2,...\,\mathbf{r}_n$ даётся выражением

$|\psi|^2=|\psi_1|^2|\psi_2|^2...|\psi_n|^2,$

умноженным на произведение элементов объёма $dV_1dV_2...dV_n.$


Ну вот, поначалу люди всё это не осознали и подумали, будто электрон чудесным образом сочетает в себе свойства классической частицы и классической волны, и назвали это невообразимое чудо "корпускулярно-волновым дуализмом". А затем, научившись решать разнообразные квантовомеханические задачи, поняли, что электрон - квантовая частица, т. е. это не классический объект: он не имеет определённой траектории, результаты измерений его координат и импульса флуктуируют в соответствии с соотношениями неопределённости, и т. п. А волновая функция - никакая не классическая волна, а квантовомеханическая амплитуда вероятности, т. е. это принципиально новое понятие, полностью отсутствовавшее в классических теориях волн и полей.

 Профиль  
                  
 
 Re: Корпускулярно-волновой дуализм в прошлом?
Сообщение19.08.2022, 04:14 
Аватара пользователя


22/07/22

897
Cos(x-pi/2)
Да, можно вспомнить про ВФ многих частиц, да и про то, что коллапс может происходить не только в дельта-функцию (поймали частицу), но и в другие собственные функции соответствующего оператора ф.в.
Кстати, а как вы относитесь к Бомовской интерпретации, почему от нее отказались?

 Профиль  
                  
 
 Re: Корпускулярно-волновой дуализм в прошлом?
Сообщение19.08.2022, 04:30 
Заслуженный участник


29/09/14
1144
Doctor Boom
Ну, именно моё отношение тут ничего не значит, не стоит об этом говорить. Вероятностная интерпретация работает на практике: на её основе физики анализируют результаты реальных экспериментов и планируют постановку новых опытов (притом в разных областях - в физике твёрдого тела, в полупроводниковом материаловедении, в квантовой электронике, в физике элементарных частиц). Никакого полезного "выхлопа" от бомовских траекторий я для себя ни разу нигде не увидел; поэтому равнодушен к интерпретации Бома (и, кстати, ко всем прочим интерпретациям, относящимся к "разговорному" жанру).

 Профиль  
                  
 
 Re: Корпускулярно-волновой дуализм в прошлом?
Сообщение19.08.2022, 10:03 


07/08/14
4231
Doctor Boom в сообщении #1563078 писал(а):
А где там проблема?
Чтобы ‘расколоть’ протон о другой протон нужны ускорители, одновременно протон без всяких ускорителей «раскалывается пополам» при прохождении через две щели, как и любая другая частица.

 Профиль  
                  
 
 Re: Корпускулярно-волновой дуализм в прошлом?
Сообщение19.08.2022, 13:46 


01/03/13
2502
upgrade в сообщении #1563113 писал(а):
Чтобы ‘расколоть’ протон о другой протон нужны ускорители, одновременно протон без всяких ускорителей «раскалывается пополам» при прохождении через две щели, как и любая другая частица.
В ускорителях происходит наблюдаемый "раскол" частиц, а в щелевом опыте ненаблюдаемый.

 Профиль  
                  
 
 Re: Корпускулярно-волновой дуализм в прошлом?
Сообщение19.08.2022, 19:08 


21/01/09

133
"протон без всяких ускорителей «раскалывается пополам» при прохождении через две щели"

Есть ли подтверждающие это натурные опыты, или только математические фантазии? Из чего состоят эти щели?

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 24 ]  На страницу 1, 2  След.

Модераторы: photon, whiterussian, profrotter, Jnrty, Aer, Парджеттер, Eule_A, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group