Естественные науки
что означают мнимые величины в квантовой механике?
что означают мнимые величины в квантовой механике. На каком этапе теория комплексных переменных оказалась нужна в квантовой механике? Что означает в уравнениях мнимая часть и почему от нее легко отказываются при получении наблюдательных величин?
Мнимые числа - это обычные пары или даже тройки чисел. Они позволяют вести вычисления для плоскости или пространства теми же методами, что и для линии.
Поэтому, если мы не фанаты математики, вполне можно обойтись в расчётах и без них. Только писанины будет (?) больше.
)
Поэтому, если мы не фанаты математики, вполне можно обойтись в расчётах и без них. Только писанины будет (?) больше.
)
Примерно то же, что и в электродинамике (и электротехнике). Удобно, однако. А без комплексных сложно и запутанно.
Для простых систем вы можете записывать уравнение Шредингера в действительном виде.
Но это извращение. Квантовая механика сидит на линале, функане и теории симметрий. Комплексный анализ там - самый естественный аппарат.
На каком этапе комплексные числа там стали нужны?
Когда из разрозненных фактов и кустарных методов решили сделать формальную и полноценную теорию.
Возьмите вон наблюдаемые величины. Спин, например. Он действительный. Его оператор эрмитов. Но для работы с ним уже нужны комплексные числа (см. матрицы Паули).
Без комплексных чисел вы не получите закономерную теорию. Это будет громоздкое, безумное нечто.
От мнимой части волновой функции не отказываются, с чего вы это взяли? Она так же дает вклад в наблюдаемые величины наровне с действительной частью. Что эти части значат по отдельности вряд ли кто-то знает.
Но это извращение. Квантовая механика сидит на линале, функане и теории симметрий. Комплексный анализ там - самый естественный аппарат.
На каком этапе комплексные числа там стали нужны?
Когда из разрозненных фактов и кустарных методов решили сделать формальную и полноценную теорию.
Возьмите вон наблюдаемые величины. Спин, например. Он действительный. Его оператор эрмитов. Но для работы с ним уже нужны комплексные числа (см. матрицы Паули).
Без комплексных чисел вы не получите закономерную теорию. Это будет громоздкое, безумное нечто.
От мнимой части волновой функции не отказываются, с чего вы это взяли? Она так же дает вклад в наблюдаемые величины наровне с действительной частью. Что эти части значат по отдельности вряд ли кто-то знает.
Мнимые компоненты ур-ния Шредингера не означают ничего — только их квадрат имеет смысл. Ур-ния, аналогичные Шредингеру, сейчас используются вовсю в радиофизике, а тогда оно было в новинку. Просто он интуитивно нашёл математическое решение задачи, имеющей строгое решение, и не стал заморачиваться его поиском. Отсюда и сложности трактовки этого решения, имеющего смысл некоторого фокуса — так надо, и всё!
Комплексные числа удобны, например, для описания интеференции обычным сложением чисел.
Попробуем на пальцах, вот есть потенциальная яма, в классической механике есть решения когда уровни энергии выше или ниже потенциальной ямы, и поэтому частица или сидит в границах ямы, или ее энергия выше и она какое-то время вне ее. Ну как в квадратном уравнении, если дискриминант меньше нуля нет решения. Так как вот в комплексных числах есть решение квадратного уравнения, так и в случае уравнения Шредингера для пси функции есть решения, когда вероятность нахождения низкоэнергетической частицы вне ямы ненулевая, хотя и комплексная. Но именно аргумент квадрата комплексной пси функции имеет смысл вероятности, и это действительное число. Собственно объяснение туннельного эффекта и стало первым заслуженным результатом для теоретической модели уравнения Шредингера.
Для частицы с энергией ниже границы ямы пси-функция вне ямы хоть и мнимая, но не нулевая, а значит есть вероятность, что она преодолеет потенциальный барьер.
Собственно объяснения автоэлектронной эмиссии, и радиоактивности и объясняются мнимой пси-функцией
(не пинать, это грубо, на пальцах, научно-популярно)
Было и Гейзенберговское представление https://ru.wikipedia.org/wiki/Представление_Гейзенберга
оно эквивалентно, но используется реже и там тоже все решения в поле комплексных чисел.
Для частицы с энергией ниже границы ямы пси-функция вне ямы хоть и мнимая, но не нулевая, а значит есть вероятность, что она преодолеет потенциальный барьер.
Собственно объяснения автоэлектронной эмиссии, и радиоактивности и объясняются мнимой пси-функцией
(не пинать, это грубо, на пальцах, научно-популярно)
Было и Гейзенберговское представление https://ru.wikipedia.org/wiki/Представление_Гейзенберга
оно эквивалентно, но используется реже и там тоже все решения в поле комплексных чисел.
Похожие вопросы
- Квантовая механика: правильно ли я ее понимаю?
- квантовая механика (см. вопросы в комментах)
- Зачем нужна логика, если есть такая наука, как квантовая механика ? (см. дальше)
- КВАНТОВАЯ МЕХАНИКА: что означает для фотонов нахождение в одном и том же квантовом состоянии?
- Требуют ли законы квантовой механики статистически равномерного исхода ансамбля измерений?
- Зачем природе Квантовая Механика? Разве она так уж необходима была для Создателя?
- Квантовая механика: что на самом деле реально?
- Чтобы не верить в квантовую механику достаточно знать ее первые постулаты?
- Квантовая механика. С чего начать?
- В чем сходства, а в чем отличия теорий Бора от Квантовой механики?
)) А вот утверждение "ничего они не значат" считается знанием? В том смысле, что КМ инвариантна относительно глобальных фазовых вращений.