Решения физических проблем следующих из опыта Юнга

Решения физических проблем следующих из опыта Юнга

Журов Петр Викторович

Минский университет управления,Минск,Беларусь

Данная научная статья затрагивает вопросы,которые последовали из проведенного в 1803 году опыта Юнга.

Ключевые слова: суперпозиция,смесь,электрон

Минск-2014 г.

Описание экспериментальных элемнтов с испускаемым из пушки S электроном

Рис 1. Пусть S- источник испускание электронов, и –прорези,через которые будет пролетать электрон, а-расстояние между щелями,D-расстояние между цинковой пластиной и экраном за ней,x-расстояние между М(х) и ортогональной проекцией S на экране. Существование интерференции зависит от разности хода оптической длины d.

(1) =()-()

Для получения вероятности P того что электрон дойдет от S до М используют следующую аксиому квантовой механики:

(2) 2P=

Как известно волна может доходить до M

А)В одной фазе,тогда 2P=

Б) В противофазе,тогда 2P= -

В физике квантовые частицы могут проявлять два свойства:частицы и волны,в нащем опыте это состояния соответственно смесь и суперпозиция.Опишем весь путь проделанный электроном:пушка S испускает электрон, электрон долетает до цинковой пластинки,делится на две волны потенциалов,интерфирирует сама с собой,далее после прохождения через щели попадает на экран,в результате чего мы увидим интерференционные полосы, с минимумами и максисмумами.

Рис. 2

Здесь возникает самим собой вопрос,как электрон(,энергия связи которого настолько прочна,может разделить свою энергию наполовину , ученые решили выяснить это,и поставили перед щелями электромагнитный детектор, и что произошло, при подлете к детектору электрон перестает вести себя как волна,его суперпозиция нарушается, и он ведет себя как частица.

Запишем уравнения состояния для волны и частицы,и состояния электрона после прохождения через щель, исползуя уравнения Эйнштена для фотоэффекта.

(3) =- , где 𝛁= соответсвенно координаты в ИСО

(4) = ih 𝛁

Как известно из блестательных выкладок эйнштена для фотоэффекта, электрон теряет свою энергию при попадпнии в решетку металла,в нашем случае для цинковой пластинки энергия выхода равна 4 эВ.

Уравнения фотоэффекта имеют следующий вид:

(5)

Значит уравнение состояния после прохождения через щели примет окончательный вид:

(6) =

Затем рассмотрим самый интересный промежуток пути электрона-это перед цинковой пластинкой,где элеткрон якобы делится надвое,соответсвенно уравнение состояния привет вид,для волны:

(7) [(- () 𝛁)-Авых]

Значния пермеменных известны,далее стоит затронцть вопрос об квантовой сцепленности и о влиянии наблюдателя на квантовую сцепленность.

В момент квантовой сцепленности квантовые значения половин электрона заложены в срытой переменной,т.к невозможно измерить численное значение одной части электрона. Здесь идет речь о квантовой телепортации,где вещи можно наблюдать одновременно в двух одинаковых состояниях.Если речь идет об частицах,то для того чтобы осуществилась квантовая коррелляция необходимы два канала передачи данных:квантовый(квантовые параметры)и классический(классическая информация) один и другой можно описать неравенствами Белла для двух фотонов.

(8) (ᵧ) =1- - квантовый канал

(9) (ᵧ) =cosᵧ

При этом,среднее значение возможностей квантовой сцепленности выражается формулой:

(10) M=

У нас есть А(𝞇) В(𝞇) две части электрона и наблюдатель В,тогда по законам квантовой телепортации,при измерении квантовых параметров одной из частей электрона функции ) коллапсируют, и суперпозиция переходит в смесь.Таким образом,наблюдатель нарушает квантовую сцепленность,в мире квантовом,состояния частиц зависит прямым образом от наблюдателя.

Выводы:

При прямом наблюдении за за квантовосцепленной парой суперпозиция переходит в смесь, это можно объяснить путем квантовотелепартических соображений, используя математический аппарат Белла,соответственно,слабое электромагнитное излучние детектора все-таки играет роль,ведь действительно,даже из соображений логических,если бы оно не играло роли,а переход из состояний наблюдался бы,что повлияло на это,его отсутствие?Это же несмысленно!.При соприкасновении наблюдателя с парой частиц уравнения Белла примут следующий вид:

(11) 1< ;

Литература

1.[Физический энциклопедический словарь. Гл. ред. А. М. Прохоров. Ред. кол. Д. М. Алексеев, А. М. Бонч-Бруевич, А. С. Боровик-Романов и др. М.: Сов. Энциклопедия, 1984. — 944 с.]

2.[ Блохинцев Д. И. Основы квантовой механики. 5-е изд. Наука, 1976. — 664 с.]

3.[ Боум А. Квантовая механика: основы и приложения. М.: Мир, 1990. — 720 c.]

4.[ Давыдов А. С. Квантовая механика. 3-е изд., стер. — СПб.: 2011 — 704 с.]

5.[ Джеммер М. Эволюция понятий квантовой механики. М.: Наука, 1985. — 384 с.]

6.[ Дирак П. Принципы квантовой механики. 2-е изд. М.: Наука, 1979. — 480 с.]

7.[ Ландау, Л. Д., Лифшиц, Е. М. Квантовая механика (нерелятивистская теория). — Издание 6-е, исправленное. — М.: Физматлит, 2004. — 800 с. — («Теоретическая физика», том III). — ISBN 5-9221-0530-2.]

8.[ Садбери А. Квантовая механика и физика элементарных частиц. М.: Мир, 1989. — 488 с.]

9.[ Фадеев Л. Д., Якубовский О. А. Лекции по квантовой механике для студентов-математиков. Ленинград, Изд-во ЛГУ, 1980. — 200 c.]

10.[ Фейнман Р., Лейтон Р., Сэндс М. Феймановские лекции по физике. Пер. с англ., Том. 8. Том 9., М., 1966—1967.]

11.[ К. Коэн-Таннуджи, Б. Диу, Ф. Лалоэ. Квантовая механика. Т.1. Екатеринбург: Изд-во Уральского ун-та, 2000. — 944 с.]

12.[ К. Коэн-Таннуджи, Б. Диу, Ф. Лалоэ. Квантовая механика. Т.2. Екатеринбург: Изд-во Уральского ун-та, 2000. — 800 с.]

Дата добавления: 2015-08-27