Принцип доповнюваності

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук

Принцип доповнюваності - один із принципів квантової механіки, запропонований Нільсом Бором у рамках копенгагенської інтерпретації. Цей принцип тісно пов'язаний із принципом невизначеності Гайзенберга.

За Нільсом Бором кожна фізична величина разом зі своєю канонічно спряженою утворює пару комплементарних величин, при цьому в будь-якому стані квантової системи певне значення може мати лише одна з них, або ж вони обидві не мають певного значення. У зв'язку з цим за Бором опис квантового стану розпадається на два взаємно виключні класи, які доповнюють один одного в тому сенсі, що їхня сукупність могла б дати повний класичний опис фізичної системи.

Копенганенська інтерпретація була спробою сформулювати фізико-філософські принципи квантової механіки, математичний апарат якої на ту пору вже в основному склався і чудово описував експериментальні результати, однак якісне розуміння того, що стоїть за математичними формулами, ще не склалося. Принцип доповнюваності намагається пояснити, яким чином одна й та ж частинка може мати хвильові та корпускулярні властивості, як це слідує з корпускулярно-хвильвого дуалізму Луї де Бройля.

Комплементарність координати та імпульсу[ред.ред. код]

Наприклад, канонічно спряженими величинами є координата x\, і імпульс  p_x \,. В квантовій механіці є два підходи для опису вільної частинки. В координатному представленні хвильова функція

 \psi(x) = e^{ip_x x/\hbar} ,

де  \hbar - зведена стала Планка, є власною функцією оператора імпульсу. Для такої частинки повністю визначений імпульс.

В імпульсному представленні хвильова функція

 \psi(p_x) = e^{ip_x x/\hbar} ,

є власною функцією оператора координати. Для такої частинки повністю визначена її координата.

Одночасне застосування обох підходів неможливе, однак вони доповнюють один одного.

Якщо в класичній фізиці для опису вільної частинки використовуються дві змінні: координата та імпульс, то в квантовій механіці існує два підходи: в одному змінною є координата, а в іншому імпульс. Відповідно, в першому імпульс може мати точне значення, в другому точне значення може мати координата.

Джерела[ред.ред. код]

  • Давыдов А. С. Квантовая механика, М.:Наука,1973.


Фізика Це незавершена стаття з фізики.
Ви можете допомогти проекту, виправивши або дописавши її.