全球联:能量守恒和量子力学有关系吗?

  • 小编 发布于 2019-12-13 12:58:19
  • 栏目:科技
  • 来源:全球联实业集团
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能量守恒和量子力学有关系吗?


能量守恒是自然科学中最基本的定律之一,它阐明了运动不灭的观点。能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,只能从一个物体传递给另一个物体,而且能量的形式也可以互相转换。这就是人们对能量的总结,称为能量守恒定律。

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全球联:能量守恒和量子力学有关系吗?


20世纪,根据爱因斯坦的狭义相对论,能量有了新的涵义。高速运动粒子的能量表示式,也和宏观、低速运动物体的表示式有根本差别。在微观的量子力学领域,实验证明,康普顿效应等高速粒子碰撞现象,完全符合能量守恒,而且还能根据这条定律,预言在β衰变中出现的新粒子——中微子,因此这条从宏观物理现象总结出来的基本定律,完全符合微观粒子的运动,确保了它在自然科学中的重要地位。已知道它是和时间平移对称性相关联的,并和三个方向上的动量守恒,组成了四维空间的守恒关系。

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量子物理中,作用量原理不再是经典的那个,于是情况就变得有趣了。用作用量描述的量子力学形式就是大名鼎鼎的路径积分。路径积分公式里,作用量在e指数上,然后全空间所有路径积分。这个时候,经典的守恒定律对应于作用量远远大于普朗克常数的那种情况,因为此时符合最小作用量原理的那个那条路径是积分结果的主要贡献者,其余的路径基本上相位相消。

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所以你可以认为,经典世界的能量守恒定律是量子力学世界路径积分结果的一个近似。这就是量子世界的神奇。

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