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可观察量英文解释翻译、可观察量的近义词、反义词、例句

英语翻译:

【化】 observable

分词翻译:

可的英语翻译:

approve; but; can; may; need; yet

观察的英语翻译:

observe; survey; espial; look into; watch
【化】 observation
【医】 observation; view
【经】 observation; take stock of

量的英语翻译:

capacity; estimate; measure; mete; quantity; quantum
【医】 amount; dose; dosis; measure; quanta; quantity; quantum
【经】 volume

专业解析

在物理学(特别是量子力学)中,可观察量(Observable) 指代一个物理系统中可以被实验测量或观测的物理量。它对应于一个厄米算符(Hermitian operator),其本征值代表该物理量所有可能的测量结果。以下是详细解释:


一、核心定义与数学表征

  1. 量子力学中的算符对应

    可观察量(如位置、动量、能量、角动量)在量子力学中由厄米算符表示。厄米算符满足 $hat{A} = hat{A}^dagger$(算符等于其共轭转置),确保其本征值为实数,与测量结果的物理意义一致。

    来源:Cohen-Tannoudji, C., Diu, B., & Laloë, F. (1977). Quantum Mechanics. Wiley.

  2. 测量结果的概率性

    量子系统的状态由波函数 $|psirangle$ 描述。对可观察量 $hat{A}$ 进行测量时:

    • 可能得到其本征值 $a_n$(满足 $hat{A}|nrangle = a_n|nrangle$)
    • 测得 $a_n$ 的概率为 $|langle n|psirangle|$

      来源:Griffiths, D. J. (2004). Introduction to Quantum Mechanics. Pearson.


二、关键特性

  1. 本征态与确定性

    若系统处于 $hat{A}$ 的本征态 $|nrangle$,则测量结果必为 $a_n$(无随机性)。

    来源:Shankar, R. (1994). Principles of Quantum Mechanics. Springer.

  2. 不确定性原理的体现

    非对易可观察量(如位置 $hat{x}$ 与动量 $hat{p}_x$)满足 $[hat{x}, hat{p}_x] = ihbar$,导致无法同时被精确测量。

    来源:Heisenberg, W. (1927). Über den anschaulichen Inhalt der quantentheoretischen Kinematik und Mechanik. Zeitschrift für Physik.


三、典型实例

可观察量 算符形式 物理意义
位置 $hat{x}$ 粒子空间坐标
动量 $hat{p} = -ihbar
abla$ 粒子运动状态
能量 哈密顿算符 $hat{H}$ 系统总能量
自旋 泡利矩阵 $hat{S}_x, hat{S}_y, hat{S}_z$ 粒子内禀角动量

四、经典与量子可观察量的区别


权威参考文献

  1. 量子测量理论 - 斯坦福哲学百科全书
  2. NIST 量子物理学术语表
  3. 诺贝尔奖官网:量子力学基础

(注:部分经典教材无公开链接,来源标注作者与出版信息)

网络扩展解释

可观察量(Observable)是物理学中的一个核心概念,尤其在量子力学中具有重要意义。以下是详细解释:

  1. 基本定义
    可观察量指实验上能够被直接测量或间接推导出的物理量。例如位置、动量、能量等。在经典物理中,这些量被视为确定值;但在量子力学中,它们与系统的量子态和测量方式密切相关。

  2. 量子力学中的数学表示
    在量子力学框架下,可观察量对应一个厄米算符(Hermitian operator)。厄米算符的性质保证了其本征值为实数(与测量结果的实数性一致),且本征态构成正交完备集。例如:

    • 位置算符:$hat{x}$
    • 动量算符:$hat{p} = -ihbar abla$
    • 能量算符(哈密顿量):$hat{H} = frac{hat{p}}{2m} + V(hat{x})$
  3. 测量过程的物理意义
    量子系统的测量会导致波函数坍缩到该可观察量算符的某个本征态,测量结果为对应的本征值。例如,测量电子自旋时,可能得到"向上"或"向下"两种本征值。

  4. 重要性质

    • 不确定性原理:某些可观察量(如位置和动量)不能同时被精确测量,满足$Delta x Delta p geq frac{hbar}{2}$。
    • 相容性:若两个算符对易($[hat{A},hat{B}] = 0$),则存在共同本征态,可同时精确测量。
  5. 与经典物理的区别
    经典物理中,可观察量被视为独立于测量的客观存在;而量子力学中,测量行为本身会影响系统状态,且不同测量顺序可能导致不同结果。

对于进一步学习,建议参考量子力学教材中关于"算符"和"测量公设"的章节,或通过斯特恩-盖拉赫实验等典型案例加深理解。

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