Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Максвелл Дж.К. -> "Статьи и речи" -> 117

Статьи и речи - Максвелл Дж.К.

Максвелл Дж.К. Статьи и речи — М.: Наука, 1968. — 423 c.
Скачать (прямая ссылка): statiirechi1968.djvu
Предыдущая << 1 .. 111 112 113 114 115 116 < 117 > 118 119 120 121 122 123 .. 185 >> Следующая

если протон достаточно сильно возмущен, то он может испускать мезоны и
всякого рода другие новые частицы, известные теперь в физике.
Следовательно, я думаю, что для такого рода измерений, которые мы
обсуждаем, протоны были бы совершенно бесполезными. Очевидно, на практике
существуют пределы, до которых можно распространить понятие поля, даже
усредненного по малой области. Это не противоречит работе Бора и
Розенфельда, которые утверждают вполне определенно, что они просто
исследуют то, что возможно в рамках квантовой электродинамики, не
ограничиваясь возможностью существования (или чего-либо другого)
различных частиц и других объектов.
На менее теоретическом уровне мы можем теперь отметить другой пункт по
поводу сравнения, которое я раньше сделал между электромагнитным полем и
волновым полем материи. Эта аналогия была исключительно полезна при
разработке квантовой механики. Но она имеет свои ограничения, и она не
так полна, как это часто принимают. Для электромагнитного поля существует
классиче-
283
ский предел, внутри которого все измеримо и нет нужды беспокоиться
относительно принципа неопределенности, как, например, это имеет место в
случае радиоволн. Для того чтобы увидеть, какую форму этот предел
принимает, мы можем написать амплитуду какой-нибудь волны - или волновой
функции гр, или электрического вектора Е, скажем, в виде
Затем, рассматривая такую волну, мы можем спросить, насколько точно мы
может надеяться измерить фазу у, т. е. измерить, где находятся узлы и
гребни волн в данный момент? Мы получаем такой результат, что если N -
число фотонов, переносимых [волной, пропорциональное а2, то
неопределенности 6Л7 и 6у в /V и у связаны соотношением
Значит, если мы вообще интересуемся фазой, мы должны знать ее с точностью
большей, чем 2л. Другими словами, мы должны иметь 6у<^2я, так что SN]^>1.
Это означает, что когда мы можем приписать волне классическое значение,
мы должны иметь в значительной степени неопределенность относительно
числа частиц, содержащихся в волне. Для света это всегда правильно, так
как в основных процессах, при помощи которых свет взаимодействует с
материей или с измеряющим прибором, фотоны всегда испускаются или
поглощаются по одному. Поэтому если в окрестности имеется измеряющий
прибор, число фотонов должно по необходимости быть неопределенным. Однако
в случае электронов дело обстоит не так, потому что электроны несут
заряд. Если бы присутствовали только электроны, то их число всегда было
бы известно из полного заряда, который сохраняется. Мы можем создавать
пару положительного и отрицательного электронов вместе, но тогда то, что
мы измеряем, будет не фазой или волновой функцией одного из них, а фазой
произведения двух волновых функций электрона и позитрона, а это - нечто
совсем иное.
Следовательно, если частицы не могут быть поглощены илп произведены сами
по себе, у нас нет никакой надежды когда-либо приписать единственное
значение фазе. С другой стороны, для того чтобы получить классическую
ситуа-
Е - a cos (кх - сой - у).
(10)
67V бу > 2я.
(И)
284
цию, нам нужно, чтобы неопределенность в фазе \ была мала сравнительно с
2я и в то же время, чтобы неопределенность в числе N была малой
сравнительно со значением самого этого числа N. Другими словами, нам
нужно удовлетворить обоим условиям
бу<2я, вЛГ/ЛГ<1. (2)
Из этих условий ясно следует, что N должно быть велико по сравнению с
единицей, так что должно быть в наличии множество частиц или фотонов.
Точнее, соответствующее число фотонов - это не все фотоны лаборатории, а
только те, которые находятся во вполне определенном типе движения,
например в специфической радиоволне, испускаемой передатчиком. В случае
радиоволн затруднений не встречается; число фотонов всегда очень велико,
поскольку энергия каждого из них на радиочастотах исключительно низка. С
электронами, однако, этому условию нельзя удовлетворить, потому что
электроны подчиняются принципу исключения, который требует, чтобы в
каждом из возможных типов движения находилась только одна частица.
Следовательно, нельзя иметь произвольно большое число частиц, переносимых
волной материи, и нельзя получить классического описания таких волн.
Конечно, не следует считать простой случайностью то, что мы рассматриваем
электромагнитное поле и фотоны, как волны, в то время, как электроны и
другие тела мы считаем частицами. Существует область, в которой
электромагнитное поле имеет идеально точное классическое значение и может
быть представлено классическими уравнениями, символы которых
соответствуют вполне определенным числам, которые могут быть записаны.
Этого нельзя сделать с полем материи. Нельзя также получить описание в
виде частиц для фотонов в области, где было бы справедливо классическое
описание, так как там существует трудность в локализации фотонов. В то
время, как можно спрашивать, где находится частица (фактически волновая
функция и была придумана для того, чтобы позволить нам предсказывать
Предыдущая << 1 .. 111 112 113 114 115 116 < 117 > 118 119 120 121 122 123 .. 185 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed