國立台灣師範大學物理系 物理教學示範實驗教室(網站) 物理問題討論區 (黃福坤)
我們也針對科學教學建立開課系統:科學園,讓老師更方便運用網路科技輔助教學,歡迎教師多加利用! 中學物理(維基)
(學習物理不只是know HOW 更重要的是 know WHY, 歡迎參考聞名全球的物理動畫, 英文網頁NTNUJAVA以動畫為主) 白話物理
關鍵詞 最近 物理名詞中英檢索 無法登入或系統功能不正常回報
討論區首頁 >>物理課程相關問題(分成國中/高中/大學等區) >>大學物理相關內容討論>>為何電子無半徑?
本區 註冊登入 者方可留言 備用網站網址 http://enjoy.phy.ntnu.edu.tw/demolab/phpBB/
近代物理 標題:為何電子無半徑?
1:TJkid榮譽點數9點(大學理工科系)張貼:2012-02-20 20:18:44:
我看有些書上會寫說 以前大家認為電子有半徑 但現在我們不這麼相信了 這是為什麼呢?
有什麼理由 實驗或理論驗證嗎?

而其它的基本粒子有半徑嗎?
2:Hydrogen Dioxide(研究所)張貼:2012-02-24 22:20:55: [回應上一篇]

Quote:
在 2012-02-20 20:18:44, TJkid 寫了: 我看有些書上會寫說 以前大家認為電子有半徑 但現在我們不這麼相信了 這是為什麼呢?有什麼理由 實驗或理論驗證嗎?而其它的基本粒子有半徑嗎?

物理學發展的途中,多半採用模型化的方法來詮釋現實世界中的自然現象。在湯木生發現電子當時,當時的實驗儀器還沒有辦法精確到量測到電子的大小和形狀(事實上,目前的理論也無法突破,只能以量子力學去找到近似的解),且當時尚未出現量子論和量子力學,所以很自然的人們就以為電子會是一個類似質點或者球狀的「硬球體」。或許以現在的科學角度(量子力學的測不準原理)來看,這樣子的觀點是愚蠢的,但當時在有限的科學視野上,這樣子的觀點已經滿足了,或者說自以為是正確的了。

這就像「瞎子摸象」的故事一樣,以為看到了一小部分的現象就自以為全部就是那樣,這是相當不科學的。

在我以前讀物理研究所的時候,修了統計力學,書上曾推導過一些partition function是跟絕對溫度有關的,而有些partition function卻是跟絕對溫度無關的(數學的運算後巧妙消去的結果)。我們只能說結果是如何如何,但中間的過程是如何卻是要去看在列出諸式子中哪些項出現了絕對溫度。瞎子摸象的想法就是直接看結果但是不知道其它的部分,以偏概全的妄下定論或者盲目接受了這樣子的一個結論。

有些時候,在團體中(尤其是在軍隊中生活)也常常發生過士官或一些人盲從、瞎子摸象的愚蠢事情(有當過兵的物理系學生應該能體會我所說的)。

以知識分子的角度來批判,確實是如此,以上僅以邏輯來論述事情,沒有批評的意思,不過個人是對軍隊處理事情的方式非常反感,我覺得他們很奇怪。

回歸你的主題:人類對電子的了解,目前最精準的理論是從量子力學的觀點來詮釋。有問題歡迎再和我討論。

 


3:TJkid榮譽點數9點張貼:2012-02-28 18:44:50: [回應上一篇]
電子有半徑偽何不符合測不準原理?
4:Valkyrie榮譽點數182點 (大學物理系)張貼:2012-02-28 22:03:34: [回應上一篇]
為甚麼你認為和測不準原理有關?



5:TJkid榮譽點數9點張貼:2012-02-29 09:17:59: [回應上一篇]
2樓的D先生說的
6:Valkyrie榮譽點數182點 (大學物理系)張貼:2012-02-29 19:32:11: [回應上一篇]
我還在學量子力學。 但就我對測不準原理的認知, 那不包含和電子大小相關的描述。

我比較好奇的是, 半徑的定義都出問題了, 電子有波粒二象性, 怎描述一個波的半徑? 這描述又有沒有意義? 半徑和波的關係都不清楚的話, 怎去介定電子有沒有半徑?



7:豆丁羊 (大學)張貼:2012-04-15 02:51:27: [回應上一篇]
半徑跟波粒二象性應該沒有太大關係
de brogile wave 就是說明任何物件都有波的特性, 問題只是波與粒哪一方在實驗的測量上是外顯的特性
就是說, 足球也有波的特性, 難道我們不能量度足球的半徑嗎?
至於電子有沒有半徑的問題, 我倒沒有太大頭緒
8:Valkyrie榮譽點數182點 (大學物理系)張貼:2012-04-15 03:19:13: [回應上一篇]

Quote:

在 2012-04-15 02:51:27, 豆丁羊 寫了:
半徑跟波粒二象性應該沒有太大關係
de brogile wave 就是說明任何物件都有波的特性, 問題只是波與粒哪一方在實驗的測量上是外顯的特性
就是說, 足球也有波的特性, 難道我們不能量度足球的半徑嗎?
至於電子有沒有半徑的問題, 我倒沒有太大頭緒




足球是很多wave packet的組合吧, 將足球當中兩個wave packet的最大距離定義為直徑的話, 半徑也就well defined了, 但是單一的波又怎去定義其半徑? 這是我的疑問。

Griffiths寫的 Introduction to QM 也只說了電子是一點, 要是有半徑的話會違反相對論。

上課教授則說丁肇中博士證明過電子沒有可測量的半徑, 也沒說詳細是怎樣~



[ 這篇文章被編輯過: Valkyrie 在 2012-04-15 03:19:36 ]
9:Hydrogen Dioxide(研究所)張貼:2012-04-15 12:35:03: [回應第6篇]


Quote:
在 2012-02-28 22:03:34, Valkyrie 寫了: 為甚麼你認為和測不準原理有關?

Quote:

在 2012-02-29 19:32:11, Valkyrie 寫了:
我還在學量子力學。 但就我對測不準原理的認知, 那不包含和電子大小相關的描述。

我比較好奇的是, 半徑的定義都出問題了, 電子有波粒二象性, 怎描述一個波的半徑? 這描述又有沒有意義? 半徑和波的關係都不清楚的話, 怎去介定電子有沒有半徑?






電子具有波動性,描述波動性的物理量是頻率以及波長。當電子靜止時,我們可以去定義波長群(wavelengths)的總和的一半就是它的半徑。當電子被場作用而動起來的時候,就有動量的不準度($\delta P$)。假設電子速度遠低於真空光速,則不需要以Lorentz長度收縮式來修正電子的半徑。這樣,就可以獲得電子在$\delta P$下的位置不準度$\delta r$ (設電子靜止時, 半徑的起始點與靜止座標系的原點重合,動起來時則有$\delta r$)。

因此測不准原理還是可以描述像電子這樣的粒子。


本區 註冊登入 者方可留言 回首篇留言
黃福坤 修改,轉成中文版面並增加功能 從2011/06/15起
對本討論區有何疑問 請 管理區:onlineid=33281302:time=1574413481/Nov:22 17:11:page time=0s