测不准原理是量子力学哥本哈根(“正统学派”)解释的两大支柱之一。在矩阵力学创立之初,量子力学的具体表述中,仍使用“坐标”、“速度”这些概念,但这些概念已经与经典力学中的同名概念有了很不同的物理含义。为了明确这些概念所蕴含的物理含义,海森堡做了深入的思考。他分析了电子在云室的径迹,得出了如下结论:在量子力学中,电子只能以一定的不确定性处在某一位置,又具有某一不确定的速度,可以用一定的数学方案来表达这些物理含义。
1927年3月22日,他在《量子论中运动学和动力学的可观测内容》的论文中,提出了著名的测不准原理:~h,即量子力学中不可能像经典力学中那样同时准确测定出粒子的位置和动量的大小。从中还可得出,能量和时间这种正则共轭物理量也遵从测不准原理。测不准原理的发现,引起了哥本哈根学派的巨大反响。泡利把测不准关系当做整个量子理论的出发点,认为它迎来了量子力学的黎明;肯纳德(E.H.Kennard)把测不准关系称之为“新理论的核心”。也正是测不准关系,使玻恩对波函数的几率诠释得到了物理对应和公认。
3月22日是美国物理学家罗伯特·密立根(Robert Millikan,1868年3月22日-1953年12月19日)出生纪念日。
1910-1917年密立根曾以一系列精巧的实验,用油滴实验精确地测得出基本电荷(电子电荷)量e值,从而确定了电荷是离散的、不连续性的。此外,他在宇宙射线物理中也做出了突出的贡献。1916年曾验证了爱因斯坦的光电效应公式是正确的,并测定了普朗克常数。1923年,他因“对电子电荷和光电效应的研究工作”而获得诺贝尔物理学奖。
密立根油滴法实验是第一个直接对单个电子电荷进行的令人信服的实验,它完成于1911年。在电场中电荷受到的作用力正比于其电荷与场强的积,密立根在带有微量电荷的油雾液滴的上、下加一个电场,油滴在重力作用下向下运动,通过观察它的运动可得到有底的质量,当电场的大小正好能抵消重力时,油滴就会在空中悬停。由此就可以得到油滴上的电荷数,重复多次后,发现油滴电荷是某一定值的整数倍。这就是电子电荷(基本电荷e)。
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