大家好,我是哚猫猫。今天看到“薛定谔的猫”这个词语,勾起了我的好奇心。于是,在网上查了一下资料。
原来是一只倒霉的猫咪呀!一次实验,全世界都知道了它。你可能会问,为什么叫薛定谔的猫呢?薛定谔就是做实验的那个人,人们为了方便记忆,才用这个名字吧。
第六课作业 薛定谔的猫之一只倒霉的猫一、薛定谔为什么做这个实验呢?
说起这个实验,大家首先要了解,在物理学中,有两个世界的说法,微观世界与宏观世界。就像我们喜欢吃的芝麻汤圆,面皮裹着芝麻,我们看不到里面的东西。
面皮里面,是微观世界,眼睛看不到的物质。汤圆外面,是宏观世界,是我们生活的这个世界。
1935年,薛定谔,是奥地利著名的物理学家。他提出了一个思想实验,猫作为实验的对象。这个实验叫薛定谔的猫。
现在,我们先说一下,量子是什么呢?在物理学说法中,它只存在于微观世界物质中。物质可以想象成沙滩,沙子颗粒是量子,沙子颗粒就是沙滩的最小单元,大家没有听过“半粒沙子”这个说法吧,说明它们也是不能再分割的。
薛定谔想要用生活中的猫做实验,解释微观世界的物质中那些活跃的量子,观测后,会以什么样的形态存在着。它们是波的状态,像微风吹过河水,水里荡起的波纹,还是以一个个粒子状态存在着呢?
这里的粒子,不是小米粒。是物理学一种叫法,以自由状态存在最小物质的统称。例如,太阳发射的光线,可以理解为由许多自由的光子组成,光子也可以叫粒子。
二、薛定谔的实验过程是什么样的呢?
一间密室里,放一只猫咪,加入少量的放射性物质。
放射性物质,人们看不到,感受不到,像太阳自带能量,向外发出射线的物质。
密室的墙上,装上一个电子开关装置,装置外面有钩子,勾住用线绑着的锤子,锤子下面是装有毒气体的瓶子。
这整套装置,是由放射性物质控制着。为什么这么说呢?
有一种现象,放射性物质衰变,就像食物变质,内部腐烂,内部发生了变化,才散发难闻气味。
这种现象发生后,会发出阿尔法粒子,阿尔法是物理中符号对应的中文名字,这种粒子一瞬间散发的能量,触动了电子开关。装置上的钩子下滑,锤子不能被勾住,就掉了下来,砸碎了下面装有毒气体的瓶子,毒气出来,猫会中毒而亡。
三、你可能会想密室都放毒气了,猫咪必死无疑。事情真的就这样了吗?
物理学家说,放射性物质衰变是需要一段时间的,是一天的上午完成,还是下午完成,目前还不清楚呢。换种说法,衰变完成,毒气才会放出来,那么,猫咪是上午中毒死亡,还是下午猫咪中毒死亡,也是不确定的。
我们不打开密室的门,猫是死还是活,没有人知道。
此时,薛定谔说,密闭空间中,猫处于生死叠加状态,也就是死与活的两种状态一起发生了。
四、对于这种说法,我们继续深入了解一下吧。
量子力学,是观察“芝麻汤圆”内部的微观世界“芝麻”即粒子,它们的运动状态。
量子力学中,微观物质是以波的叠加状态混沌态存在着。你可以想成,一个弹簧,用手快速波动之后,明明是一根弹簧线,能看到好多弯曲线,在不同位置的来回移动。
观测后,这些微观物质就变成粒子的样子存在。
薛定谔用这个量子力学的解释,如果没有打开密室的门,看一下,我们永远不知道猫是死是活,猫就像波一样,死与活同时存在着。这种死活同在情况,是违背现实的。
只有打开密室的门,看到猫,我们才能确定,它是死是活。
他想,用这次实验,证明微观世界的量子力学说是存在缺陷的,只有进行观测,才能确定结果。
这次实验,告诉我们,认真学习知识,带着一颗勇于探索的心,及时改正错误,这样会收获更多哦。
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