測不準原理是量子力學哥本哈根(“正統(tǒng)學派”)解釋的兩大支柱之一。在矩陣力學創(chuàng)立之初,量子力學的具體表述中,仍使用“坐標”、“速度”這些概念,但這些概念已經(jīng)與經(jīng)典力學中的同名概念有了很不同的物理含義。為了明確這些概念所蘊含的物理含義,海森堡做了深入的思考。他分析了電子在云室的徑跡,得出了如下結(jié)論:在量子力學中,電子只能以一定的不確定性處在某一位置,又具有某一不確定的速度,可以用一定的數(shù)學方案來表達這些物理含義。
1927年3月22日,他在《量子論中運動學和動力學的可觀測內(nèi)容》的論文中,提出了著名的測不準原理:~h,即量子力學中不可能像經(jīng)典力學中那樣同時準確測定出粒子的位置和動量的大小。從中還可得出,能量和時間這種正則共軛物理量也遵從測不準原理。測不準原理的發(fā)現(xiàn),引起了哥本哈根學派的巨大反響。泡利把測不準關(guān)系當做整個量子理論的出發(fā)點,認為它迎來了量子力學的黎明;肯納德(E.H.Kennard)把測不準關(guān)系稱之為“新理論的核心”。也正是測不準關(guān)系,使玻恩對波函數(shù)的幾率詮釋得到了物理對應和公認。
3月22日是美國物理學家羅伯特·密立根(Robert Millikan,1868年3月22日-1953年12月19日)出生紀念日。
1910-1917年密立根曾以一系列精巧的實驗,用油滴實驗精確地測得出基本電荷(電子電荷)量e值,從而確定了電荷是離散的、不連續(xù)性的。此外,他在宇宙射線物理中也做出了突出的貢獻。1916年曾驗證了愛因斯坦的光電效應公式是正確的,并測定了普朗克常數(shù)。1923年,他因“對電子電荷和光電效應的研究工作”而獲得諾貝爾物理學獎。
密立根油滴法實驗是第一個直接對單個電子電荷進行的令人信服的實驗,它完成于1911年。在電場中電荷受到的作用力正比于其電荷與場強的積,密立根在帶有微量電荷的油霧液滴的上、下加一個電場,油滴在重力作用下向下運動,通過觀察它的運動可得到有底的質(zhì)量,當電場的大小正好能抵消重力時,油滴就會在空中懸停。由此就可以得到油滴上的電荷數(shù),重復多次后,發(fā)現(xiàn)油滴電荷是某一定值的整數(shù)倍。這就是電子電荷(基本電荷e)。
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