百科问答小站 logo
百科问答小站 font logo



电子与电子间是否有区别? 第1页

  

user avatar   lee-sam-60 网友的相关建议: 
      

还记得那个男孩女孩的月经问题吗?

一对夫妻生了俩孩子,其中一个是男孩,请问另一个是男孩的概率?

答案是1/3。

但如果问题成了,其中“第”一个孩子是男孩,请问第二个孩子是男孩的概率?

答案则成了1/2。

两者的本质区别在于,第二问假设两孩子除了看性别外,仍然是可区分的,以至于我们可以给小孩贴上“第一个”,“第二个”这种标签。这种可区分性,直接改变了第二个孩子的性别概率分布。当两孩子除了性别以外没有其他区分特征时,概率空间就只有(男男,女女,男女)三种情况,此时两小孩性别一致的概率为2/3,而非1/2。

回到电子这个问题。电子自旋的方向,和电荷以及质量一样,是个电子的基本属性。它是个随机变量,一半概率是上,一半概率是下。两个不纠缠的电子组成的系统,和前面提到的“有两孩子”的家庭是类似的。

实验室里,我们可以把俩电子放一起,然后往两边发射出去,再看看它俩的自旋方向。结果显示,一个电子的自旋方向和另一个电子自旋方向一致的概率是2/3, 而不是1/2!

这从理论上和实验上都证明了,电子之间是没有差别的。你可以粗略理解为,电子就是一个超级光滑的球,你不能拿支笔上去给它们标上号码。而且这不是因为你的笔不够先进,而是因为微观世界的本质便是如此。

这也是量子物理毁三观的几个结论之一。


user avatar    网友的相关建议: 
      

没有,是全同的,证据是电子遵循费米狄拉克分布,只有假设全同才能得到。


----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

(看来有人多人看着答案不爽,稍微补充一下)

实验上我们可以观测到粒子的分布,也就是处于某个能级的概率。粒子可以是经典粒子(比如气体分子),费米子(比如电子),玻色子(比如光子)。既然有实验观测结果,我们自然希望能提出一个模型来解释这些结果。


前面提到粒子的分布是处于某个能级的概率,我们来看一个最简单的模型,2个能级 , ,两个粒子AB


1. 如果两个粒子完全可分别,能占有同一个能级

可能的分布

1 AB

2 AB

3 A B

4 B A

这样的分布经过一系列数学推导得到Maxwell-Boltzmann Distribution


2. 如果两个粒子不可分别(所以记为AA,而非AB),不能占有统一个能级(泡利不相容,这里忽略简并)

可能的分布

1 A A

这样的分布经过一系列数学推导得到Fermi-Dirac Distribution


3. 如果两个粒子不可分别(所以记为AA,而非AB),不能占有统一个能级(这里忽略简并)

可能的分布

1 AA

2 AA

3 A A

这样的分布经过一系列数学推导得到Bose-Einstein Distribution


对比理论模型和实验观测结果,我们发现经典粒子符合1,电子(费米子)2,玻色子3。所以我们认为电子是不可分别的。




  

相关话题

  如何理解『希格斯玻色子创造的「负能量泡沫」可导致宇宙毁灭』的研究? 
  先学量子色动力学还是量子电动力学? 
  为什么球对称势下波函数还和角度有关? 
  物理工作者最看不习惯的数学方法是什么? 
  原子物理选择定则? 
  高中物理占整个物理学科的百分之多少? 
  如何自学量子场论? 
  非线性元件不符合欧姆定律这句话是什么意思,小灯泡不符合欧姆定律是怎么回事,这个表述是不是有误? 
  如果蓝色火焰温度比黄色高的话,为什么酒精灯火焰底部是蓝色而上部分是黄色? 
  贝尔不等式究竟是在阐述什么问题? 

前一个讨论
如何看待人大94级档案学院毕业生伍继红成为赣北山区赤贫家庭六子之母事件?
下一个讨论
工程行业新人如何有效学习国家标准、行业标准?





© 2024-05-12 - tinynew.org. All Rights Reserved.
© 2024-05-12 - tinynew.org. 保留所有权利