Вопрос физикам - просветите, плиз

[vombatenok]

Народ, я тут сегодня случайно перепутала корпускулярно-волновой дуализм и принцип неопределенности Гейзенберга.

Ну, перепутала себе и перепутала, скажете вы, но оказалось, что в глубине души я всегда была уверена в логической связи между этими явлениями.

Пошла читать вики и еще кучу статей, и так до конца и не поняла. Формально связь не описывают, что как бы намекает на ее отсутствие.
С другой стороны, сплошь и рядом эти явления упоминаются то рядом, то вместе, что наводит на размышления.
Читала я сильно левым глазом, поэтому глубоко вникнуть не успела.

В общем, если вы в этом разбираетесь и можете объяснить вкратце или можете дать ссылку на толковый текст с объяснением связи или ее отсутствия, буду всячески благодарна.
Только, плиз, не фразами "это совсем разные вещи" или "ну конечно связаны", а с минимальными пояснениями, плиз. Я хочу именно понять.

Заранее спасибо!

П.С. пост пока под замком, где-то завтра замок сниму, потом объясню :)

П.П.С. Важное уточнение: ребята, я примерно на пальцах знаю, что такое оба этих явления, вопрос не в том, чтобы вы мне объяснили каждое в отдельности.
Меня интересует именно связь между ними или ее отсутствие.

Comments

[shmidov.livejournal.com]

Явления связаны тем, что оба относятся к квантовой механике и оба, емнип, выводятся из уравнений Максвелла. Но говорят о разных вещах.
1. Дуализьм - говорит о том, что в микромире на микровещи можно смотреть как на волну и как на частицу. Когда как удобно. Образно говоря, микровещь может быть одновременно и теплой и мягкой (порутчики - молчать). Классический пример - свет. Может быть описан как волна и как частица.
2. Неопределенность - говорит о том, что существуют ПАРЫ ХАРАКТЕРИСТИК, которые невозможно определить точно ОДНОВРЕМЕННО. Тут вещь может быть немного теплой и немного мягкой, но если она абсолютно тверда, про ее температуру абсолютно ничего не известно. Например, если тебе на кто-то скажет, где именно сейчас находится фотон, будь уверена, этот человек не имеет ни малейшего понятия, с какой скоростью и в каком направлении он движется.
Вот примерно так на уровне познавательной физики.

[vombatenok.livejournal.com]

Спасибо, это-то я как раз знаю, вопрос был именно о причинно-следственной связи между этими фактами: есть она или нет?

[shmidov.livejournal.com]

Оба явления физико-метематические. У них один корень. Но нельзя сказать, что дуализм это следствие неопределенности или наоборот. Если ты о связи, подобной той, которая существует между разницей электрических потенциалов и током, то ее нет.

[vombatenok.livejournal.com]

Ок, спасибо. Пока еще не понимаю, но, видимо, вы меня задавите авторитетом :)

[vombatenok.livejournal.com]

...это прозвучало нехорошо :)

я в том слысле, что даже если не пойму - поверю, т.к. пока все говорят одно и то же :)

[vombatenok.livejournal.com]

То есть меня интересует именно момент, связано ли то, что можно определить единовременно только волновую характеристику или только характеристику частицы, с этим дуализмом.
Может, с проф. точки зрения я говорю фигню, но это-то и пытаюсь понять.

[israelit.livejournal.com]

> определить единовременно только волновую характеристику
> или только характеристику частицы

Не так. Нельзя одновременно измерить даже две характеристики частицы.

С дуализмом это связано: два фундаментальных принципа квантовой механики. Назвать эту связь чисто логической затрудняюсь. Тем более причинно-следственной (такая связь вообще-то только между событиями может быть).Попробую вечером найти подходящий текст

[vombatenok.livejournal.com]

Да, ты прав. Я скорее подразумевала логическую связь: вывели ли одно из другого.
Спасибо, присылай, почитаю!

[israelit.livejournal.com]

Задача оказалась небанальной ;-) Учебники написаны для подготовленных людей, популярные книги грешат многословием и неконкретностью.

Попробую ответ на твой вопрос сформулировать так: эти два принципа являются неотъемлемыми частями концепции квантовой механики, необходимыми для её согласования с реальностью. Один не является логическим следствием другого, они дополняют друг друга.

[vombatenok.livejournal.com]

Ок, спасибо!

[israelit.livejournal.com]

Раз уж ты заинтересовалась темй: http://flibusta.net/b/194842
Лучшее из популярного, читано мной ещё до универа

[vombatenok.livejournal.com]

хорошо, почитаю!

[shmidov.livejournal.com]

Я не помню такой пары характеристик в моей области. Все пары, с которыми я сталкивался, были "из одной песочницы". У фотона, например, можно единовременно узнать длину волны и направление/скорость движения.
Оба явления работают параллельно, но не вытекают один из другого

[vombatenok.livejournal.com]

Ага, вот это уже понятнее. Спасибо! :)

[israelit.livejournal.com]

Это были не точные измерения :)

И это всё-таки не явления

[israelit.livejournal.com]

> выводятся из уравнений Максвелла

Чего-чего?

[shmidov.livejournal.com]

емнип
дела давно минувших дней :)

коммент выше

[lerchatka.livejournal.com]

Во, это именно то, что мне Йоси сказал! :)

Re: коммент выше

[vombatenok.livejournal.com]

Да, но это не ответ на мой вопрос пока что, как и коммент выше. Сейчас внесу уточнение в пост, иначе получу еще комменты с упрощенным объяснением явлений.

Re: коммент выше

[lerchatka.livejournal.com]

Йоси сказал, что связи вроде нет, но он еще подумает над этим вопросом

Ты пишешь, что эти явления упоминаются сплошь и рядом вместе, так может, ты попробуешь вспомнить, где ты их упоминание видела и там посмотрим

Мне уже самой интересно

Re: коммент выше

[vombatenok.livejournal.com]

1) Например, в статье о фотоне ПОГ и КВД (извини, задолбалась копировать :))))) ) упоминаются в одной секции, посмотри:
http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A4%D0%BE%D1%82%D0%BE%D0%BD

2) вот вырванная цитата из этой ссылки:
"В квантовой механике соотношение неопределённости возникает между любыми переменными состояния, определяемыми некоммутирующими операторами. Кроме этого принимается, что для частиц по крайней мере отчасти справедлив корпускулярно-волновой дуализм. В таком приближении положение частицы определяется местом концентрации соответствующей частице волны, импульс частицы связывается с длиной волны, и возникает наглядная аналогия между отношениями неопределённости Гейзенберга и свойствами волн или сигналов. Положение является неопределённым настолько, насколько волна распределена в пространстве, а неопределённость импульса выводится из неопределённости длины волны при её измерении в разные моменты времени. Если волна находится в точечноподобной области, её положение определено с хорошей точностью, но у такой волны в виде короткого волнового цуга отсутствует определённая длина волны, характерная для бесконечной монохроматической волны."
http://serg.fedosin.ru/png.htm

3) здесь ближе к концу страницы снова, одно за другим, но без явной связи, в тексте тоже: http://www.alhimik.ru/stroenie/gl_1.htm

4) вот тут вообще связывают напрямую:
"Неопределенностей соотношение Гейзенберга
Неопределенностей соотношение Гейзенберга
фундаментальное свойство микрообъектов и микромира (микрофизики), в целом всей квантовой физики, квантового мировоззрения, состоящее в невозможности установить точные значения дополнительных друг другу физических величин (координат и импульса, энергии и времени) одновременно, поскольку микрообъектам присуще корпускулярно-волновые свойства и в этом мире проявляется корпускулярно-волновой дуализм. Численно произведения неопределенностей каждой из указанных пар физических величин есть величина порядка постоянной Планка."
http://estestvoznanie.academic.ru/858/%D0%9D%D0%B5%D0%BE%D0%BF%D1%80%D0%B5%D0%B4%D0%B5%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%BD%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%B5%D0%B9_%D1%81%D0%BE%D0%BE%D1%82%D0%BD%D0%BE%D1%88%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5_%D0%93%D0%B5%D0%B9%D0%B7%D0%B5%D0%BD%D0%B1%D0%B5%D1%80%D0%B3%D0%B0

5) вот здесь тоже, ближе к концу страницы:
"Экспериментальное подтверждение идеи корпускулярно-волнового дуализма привело к пересмотру привычных представлений о движении частиц и способа описания частиц. Для классических материальных точек характерно движение по определенным траекториям, так, что их координаты и импульсы в любой момент времени точно известны. Для квантовых частиц это утверждение неприемлемо, так как для квантовой частицы импульс частицы связан с ее длиной волны, а говорить о длине волны в данной точке пространства бессмысленно. Поэтому для квантовой частицы нельзя одновременно точно определить значения ее координат и импульса. "
http://nuclphys.sinp.msu.ru/spargalka/a02.htm

Это все надерганные из гугла ссылки, я не знаю, насколько они авторитетны, отсекла несколько источников в стиле "шпоры к экзамену".
Я из этого всего не могу сделать однозначный вывод, т.к. не спец, но все интереснее :)

и еще ссылок миллион, конечно.

[mz1313.livejournal.com]

О, тебе уже хорошо объяснили. Всякие эксперименты со светом, конкретно с дефракцией и интерференцией показывают дуализм очень ярко.
Насчет неопределенности - идея в том, что ты не можешь определить точно и одновременно и координаты частицы, и ее импульс (или скорость; по-моему, все-таки импульс). Если совсем просто, то для определиния координат нужно на частицу посмотреть, то есть послать фотон. Который изменит импульс. И т.д. Идея в том, что сам факт измерения меняет исходные данные.

[vombatenok.livejournal.com]

Я выше ответила: вопрос не в самих явлениях, я знаю, что это такое. Вопрос в связи между ними.

[mz1313.livejournal.com]

Насколько я понимаю, прямой связи нет. Я не физик, если что. Но "интересуюсь", читал много. По-моему, принцип неопределенности Гейзенберга постулируется, то есть не выводится вообще ни из чего.

[vombatenok.livejournal.com]

Вот это мне и интересно, поэтому и родился вопрос!
Все статьи описывают эти явления друг за другом, говорят о похожих вещах и было бы логично, если бы они были связаны (ну, с моей точки зрения не-физика).

Извини за занудство, но я действительно хочу понять, т.к. отсутствие упоминаний связи я заметила, и оно меня сильно удивило!

[mz1313.livejournal.com]

Инетересно, а я не помню, чтобы эти явления вместе описывались.
Вообще-то они оба постулируются, причем корпускулярно-волновой дуализм вообще служит для _описания_ явлений и не открывает ничего нового (в отличие от принципа неопределенности, который выражается количественно и устанавливает минимальную ошибку при попытке измерить импульс и координаты). То есть, пмсм, ничего общего нет, кроме того, что оба послужили развитию квантовой физики :-).

[vombatenok.livejournal.com]

Странно, я как раз гуглением нашла огромное количество совместных упоминаний, но вопрос, насколько эти ссылки толковые, сам понимаешь.
Энивей, спасибо. В целом народ, смотрю, говорит скорее, что связи нет, просто одна область.
Но мне пока не 100% понятно.

[shvedka.livejournal.com]

Я так понимаю, что идею о том, что ПНГ связан именно с воздействием измерений на систему, за последние несколько лет благополучно похоронили, оставив только "математическую" неопределенность. Я тоже не физик, впрочем :))

[vombatenok.livejournal.com]

Ну я совсем не физик, но мне стало интересно. Подожду, что Валя Исраэлит вечером пришлет, а пока, может попробую еще погуглить что-нибудь...

[israelit.livejournal.com]

> эксперименты со светом, конкретно с дефракцией и интерференцией
> показывают дуализм очень ярко

Строго говоря, эксперименты с дифракцией и интерференцией показывают исключительно волновую природу :)

[mz1313.livejournal.com]

О, физик пришел. Прав, да. Корпускулярная природа - это фотоэффект.

[burrru.livejournal.com]

Обрати внимание:
http://plakhov.livejournal.com/210566.html?style=mine#comments

[vombatenok.livejournal.com]

любопытно :)))

[gyulchetay.livejournal.com]

Пишу коммент. Хоть и поздно, но надо же отметиться :))
Я представляю эту бодягу так. Корп.-волновой дуализм экспериментально показывает, что микрочастица может существовать в виде частицы и в виде волны. В Принципе Г. постулируется связь между координатой, которая присуща материальной частице, и импульсом - не таким, как в механике, а как у волны Де Бройля. Волна де Бройля - это такая хрень, которая описывает распространение энергии в кристаллах, металлах, для вакуума тоже конает. Определяетс через скорость движения волны через среду, т.е. на частоту "волны" ее легко пересчитать.

Приницип неопределенности показывает связь между вероятностью существования (в конкретных условиях) микрочастицы либо в виде частицы, либо в виде волны. Например, определяет условия, когда движущийся электрон можно проявит себя либо как материальный шарик с массой (фотоэффект), либо как волна, размазанная в пространстве (диффракция на мелких объектах, кристаллах). Модель типа такая...

Я хоть и учила квантовую физику в универе, но вот это то, что помню, а по сути надо искать действующих физиков-ученых-моченых и трясти эту публику :)))

Но вопрос ты задала хороший, без поллитры не разобраться :)))

[vombatenok.livejournal.com]

По твоему объяснению выходит, что определенная связь есть. А народ говорит, что нет.

Поллитры не хватит! :))))))

[gyulchetay.livejournal.com]

Имхо, это определенная фикция, чтоб описать поведение объектов, наблюдаемое в экпериментах. Волна де Бройля - туда же.
Да, надо больше! Грызть гранит науки всхомятку занятие неблагодарное :))))

[vombatenok.livejournal.com]

Короче, надо почитать на тему... А то я вообще не пью, а тут очень надо, чувствую! :)))