量子行为 1-1原子力学 量子力学”详细描述物质的行为,特别是发生在原子尺度范围内的事件.在极小尺度 下的事物的行为与我们有着直接经验的任何事物都不相同.它们既不像波动,又不像粒子, 也不像云雾,或弹子球,或悬挂在弹簧上的重物,总之不像我们曾经见过的任何东西 牛顿曾认为,光是由微粒构成的但是,正如我们已经知道的那祥当时发现光的行为像 种波动然而,后来(在二十世z时人们发现,光的行为有时确实又像粒子.又警如 在历史上,电子起先被认为像粒手;舞来发縑它在许多方面的性质像波.所以实际上它表魂 得两者都不像现在我们已放弃婆紫详法,我们干脆说:“它两者都不像 然而,有一点是幸运的电子的行恰好与相似.原子客体(电子、质子中子、光子等 等的量子行为都是相同的,它们都是粒子波或者随便什么你居意称呼的名称.所以,我 们所学的关于电子(我们将用它作为例子)的性质也可应用到所有的“粒子”包括光子 在本世纪的前二十五年中人们逐渐积累了有关原子与其他小尺度粒子行为的知识得 以知道极小物体是如何活动的一些线索,由此也引起了更多的混乱到1926~1927年间薛 定谔、海森堡与波恩终于解决了这些问题,他们最后对小尺度物质的行为作出了协调一致的 描述,本章中我们将开始研究这种描述的主要特点 因为原子的行为与我们的日常经验不同,所以很难令人习惯而且对每个人—不管是 新手,还是有经验的物理学家—一来说都显得奇特而神秘,甚至专家们也不能以他们所希 望的方式去理解原子的为而且这是完全有道理的,因为一切人类的直经验和所有的人 类的直觉都只适月于为的做体我们知逍大物体的行为将是如何但是在小尺度下事物的行 效契盐第2面不把名均们的 在本章中,我们将直接讨论以最奇特的方式出现的神秘行为的基本特征。我们选择用 来考察的一种现象不可能以任何经典方式来解释—绝对不可能一—但它却包含了量子力 学的要点.事实上,它包含的只是奥秘,从“解释”它是如何起作用的这个意义上来说,我们 还不能解释这个奥秘.我们将告诉你们,它是怎样起作用的,在告诉你它是怎样起作用的 同时,我们将把所有量子力学的基本特色都告诉你 §1-2子弹的实验 为了试图理解电子的最子行为,我们将在一个特制的实验装置中,把它们的行为和我们 较为熟悉的子弹那样的粒子的行为以及如水波那样的波的行为作一比较和对照.首先考虑 子弹在图1-1所示的实验装置中表现的行为.我们有一挺机枪射出一连串子弹,但它不是 挺很好的机枪,因为它发射的子弹(无规则地)滑着相当大的角度散开,如图所示.在机 枪的前方有一堵用铁甲制成的板墙,墙上开有两个孔,其大小正好能让一颗子弹穿过,墙的 后面是一道后障(譬如说一道厚木墙)它能“吸收打上去的子弹.在后障前面,有一个称为