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物质起源-电旋论
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电旋论量子物理模型系列之(2)量子态的物理模型

(2016-03-28 21:16:18)


在量子力学中,微观粒子的运动状态称为量子态。电子做稳恒的运动,具有完全确定的能量。这种稳恒的运动状态就称为量子态。量子态是由一组量子数表征,这组量子数的数目等于粒子的自由度数

 

对于量子态这个概念,我们应当如何去理解?“观察造成的态塌缩现象”的原因究竟是什么?

电旋论为量子态给出的物理模型是:描述微观粒子四维进动的物理量。

在“光子的物理模型”中详细解释了“电旋对进动”这个概念。当氢原子以速度V运动时,电子与原子核之间发生质量共享的哪一个电旋对发生进动,造成电子在第四维方向上下摆动,同时原子核自身产生的进动使得电子围绕速度V轴的方向旋转,从而形成一种由第四维方向的纵向摆动与三维空间内的圆周运动组成的复合运动。按照“几率波的物理模型”,这种运动将在三维空间产生一种与时间无关的概率分布。一种特定的几率波就对应着一种量子态。这就是量子态的物理模型。

几率波的频率由电旋对进动的频率决定。也就是单位时间内电子穿越我们所在的三维空间的次数。

电旋对的进动频率与速度V成正比,这是在磁场章节推导磁作用力时得出的表达式。

这个结论和德布罗意公式λ= h/mv)是相吻合的。

一种量子态所呈现的量子特性完全决定于它所对应的四维进动。而四维进动的频率正比于它的速度,当人们观察微观粒子时,发射的光子与电子相互作用,改变了它的运动速度,频率也就随之变化,而频率决定了微观粒子的主要特性,比如是否具有相干性等。这就是杨氏双缝实验中观察者效应产生的根本原因。

根据这种量子态的物理模型,电旋论预言了杨氏双缝实验的第四种效应,即电子的时间相干性。简单地来说,就是在发生单电子干涉的双缝试验中将两个电子之间发射时间间隔拉长,比如现在的单电子干涉实验的电子间时间间隔为0.1秒左右,如果把这个时间间隔拉长至30秒或者一分钟,电子的干涉条纹将会消失。这是一个通过物理模型产生的预言,也可以把它作为这个模型是否正确的检验。遗憾的是,到目前为止,还没有人做过类似的实验。

通过量子态的物理模型,我们可以更清楚地回答诸如:

电子能不能在同一能级的不同量子态间跃迁?这类问题。在量子态的物理模型中,电子与原子核通过质量共享连接为一个整体。所以原子核外并不存在什么势能井,可以限制电子的运动范围。当电子在同一能级的不同量子态之间跃迁时,必须先接受能量,打破质量共享区,它才能够转移到另一个质量共享位上,完成不同量子态之间的跃迁,这里涉及到一个吸收能量和释放能量的过程,虽然这两个量子态能级是相等的,但是没有能量的参与,电子不能够自由转移。

 

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