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经典物理学四大神兽介绍 物理学神兽分别对应什么实验

作者:李青青 更新:2024-03-12 04:06:04 来源:领啦网
导读:经典物理学四大神兽介绍,一篇关于物理学神兽分别对应什么实验和经典物理学四大神兽介绍的知识内容,具体介绍如下: 物理学十分注重实验,最初的物理学理论就是从实验中总结而来的。任何

经典物理学四大神兽介绍

一篇关于物理学神兽分别对应什么实验和经典物理学四大神兽介绍的知识内容,具体介绍如下:

物理学十分注重实验,最初的物理学理论就是从实验中总结而来的。任何物理理论创立之后,都需要经过实验的反复验证。爱因斯坦的相对论提出百年之后,至今还在接受一系列严苛实验的检验。

不过,有些实验在现实中很难实现,所以物理学家提出了思想实验,包括爱因斯坦、牛顿在内的很多大物理学家都有提出过。

虽然只是思想上的实验,但它们引发人深省,并推动了物理学的发展。在这些思想实验中,有四个的名称与动物有关,它们被冠以物理学“四大神兽”。

(1)芝诺的乌龟

经典物理学四大神兽介绍

这是最早的“神兽”,由2480年前的古希腊哲学家芝诺提出,它又被称为芝诺悖论。试想一下,一个人以10米/秒的速度奔跑,一只乌龟以1米/秒的速度爬行。一开始,乌龟比人领先了100米,那么,人在什么时候会追上乌龟?

这个问题看似是一个简单的追及问题,只要人的跑动距离等于乌龟的领先距离加上乌龟的爬行距离,就能算出人会在出发后第11.11…(100/9)秒追上乌龟。

然而,如果换个角度来看,结果会完全不一样。

第1秒,人跑了10米,乌龟领先人91米;第5秒,人跑了50米,乌龟领先人55米;第10秒,人跑了100米,乌龟领先人10米;第11秒,人跑了110米,乌龟领先人1米;第11.1秒,人跑了111米,乌龟领先人0.1米。

经典物理学四大神兽介绍

如果空间能够无限分割,乌龟和人之间的距离包含了无限多个点。因此,乌龟可以一直在人的前面,尽管只领先了一点。那么,这是否意味着人永远也走不完无限多个点来追上乌龟呢?

其实不然。乌龟一开始领先人100米,人跑动100米所需的时间为:

100/10秒=10秒

在这10秒期间,乌龟爬行的距离为:

10×1米=10米

这是10秒后乌龟领先人的距离,人再去追上这10米所需的时间为:

10/10秒=1秒

在这1秒期间,乌龟爬行的距离为:

1×1米=1米

这是1秒后乌龟领先人的距离,人再去追上这1米所需的时间为:

1/10秒=0.1秒

如此无限反复下去,人追上乌龟的时间为:

10+1+0.1+0.01+0.001+0.0001+…秒=11.11…秒,也就是100/9秒,所以人可以在有限时间内追上乌龟。

(2)薛定谔的猫

经典物理学四大神兽介绍

根据量子力学的哥本哈根诠释,在没有进行观测时,量子系统是处于不确定的叠加态。一旦进行观测,波函数坍缩,不确定性消失,量子系统将会变成一种确定的状态。这样的描述与我们的常识大相径庭,而且还会影响宏观世界。

于是,量子力学奠基人之一的薛定谔提出了这样的一个思想实验。在一个密闭的箱子中,放置一块放射性物质,如果它发生衰变,由此产生的粒子将会触发盖革计器放电,通过继电器释放出铁锤,铁锤掉下来砸破毒*瓶,引发箱子内的猫死亡。如果放射性物质没有衰变,箱子内的猫仍然是活着的。

根据哥本哈根诠释,在没有打开箱子进行观测时,放射性物质的衰变是不确定的,处于叠加态,这就会导致箱子内的猫也处于不确定的“又死又活”状态。这就是著名的薛定谔的猫。