[电磁跷跷板]如何理解不确定性原理？

大家好，今天小编关注到一个比较有意思的话题，就是关于电磁跷跷板的问题，于是小编就整理了3个相关介绍电磁跷跷板的解答，让我们一起看看吧。

如何理解不确定性原理？

我们可以用自由度和分辨率来解释量子力学的不确定性原理。先了解下什么是自由度：

统计学上自由度是指当以样本的统计量来估计总体的参数时，样本中独立或能自由变化的数据的个数称为该统计量的自由度。

比如：若存在两个变量a和b，a+b=9,那么它的自由度是1.因为其实只有a才是能真正的自由变化，b会被a选值的不同所限制。

不确定性原理（Uncertainty principle）是由海森堡于1927年提出，这个理论是说，你不可能同时知道一个粒子的位置和它的速度，粒子位置的不确定性，必然大于或等于普朗克常数（Planck constant）除于4π（ΔxΔp≥h/4π），这表明微观世界的粒子行为与宏观物质很不一样。

比如速度越确定，自然界中位置的取值由原来的3种可能变成两种，分辨率由3变成2，位置越不准确，当速度完全确定，位置分辨率为1时，粒子可能出现在任何位置，因而速度越确定位置越不准确！此外，不确定原理涉及很多深刻的哲学问题，用海森堡自己的话说：“在因果律的陈述中，即‘若确切地知道现在，就能预见未来’，所得出的并不是结论，而是前提。我们不能知道现在的所有细节，是一种原则性的事情。”

量子力学(哥派)不完全承认物质作用论!

按照物质作用论，每一种物质运动的现象，是由不同的物质作用决定的，既可以由相应的物质作用确定相应的物质运动现象，确定性成立，不确定性不成立!物质作用论与唯物主义相符。

而量子力学(哥派)则认为，光靠物质作用是没法确定相应物质运动现象的。如双缝试验，用摄像机观察，说明你真想观察，干涉条纹就变化了;而如果你把摄像机的内存拆了，说明你不真想观察，干涉条纹就不变。你真想与不真想，这种意识的差别，决定着物质运动现象(干涉条纹)的不同，既意识决定物质，唯心主义!

在物质作用论中，观察是感知因素，而非决定因素。比如你丢了一个钱包，你检查发现了，检查属于感知到了，是感知因素。

而在量子力学(哥派)中，观察不仅是感知因素，还作为决定因素。人一观察，决定了干涉条纹的变化;人一观察决定了猫脱离生死叠加态，而只剩一态。

非常感谢悟空的信任和邀请。

量子的不确定性原理与测不准原理一直是很多人质疑量子力学的起点。

本人恰好是一个物理系毕业生，但是学历不高，本科。因为量子力学是物理系的基础课，所以有幸接触了这门学科的入门课程。现在我来谈谈这两个原理的理解，如果有不当的地方还请各位小伙伴多指正。

量子力学关于物理量测量的原理，表明粒子的位置与动量不可同时被确定。它反映了微观客体的特征。最早这种原理是通过对理想实验的分析中得到的。后来发现，用量子力学的基本公式也能推导出来。现在这个原理已经被实验所验证，不再是猜测。

根据这个原理，微观客体的任何一对互为共轭的物理量，如坐标和动量，都不可能同时具有确定值，即不可能对它们的测量结果同时作出准确预言。长久以来，不确定性原理与测不准效应一直被不懂量子力学的人混淆（测不准原理其实是一种观察者效应）。

在过去很长一段时间里，不确定性原理被称为“测不准原理”，包括我读大学的时候，从老师嘴里说出来的都是“测不准原理”。但实际上，对于类波系统内秉的性质，不确定性原理与测量准确不准确并没有直接关系。

另外，英语称此原理为“Uncertainty Principle”，直译为“不确定性原理”，并没有所谓测不准原理这种说法，其他语言与英语的情况类似，除中文外，并无“测不准原理”一词。现今，在中国大陆的教科书中，该原理的正式译名也已改为“不确定性原理”。

关于测不准原理（观察者效应），用于测量微观粒子的工具是使用不同波长的光，我们的测量精度就是半波长。在我们现有技术条件限制下，我们不可能使用任意短波长的光进行测量，同时，我们的测量不可避免地会干扰到被测物体，所以测量精度总是有限的。

希望上面的粗浅理解能回答您的疑问。

海森堡提出的，粒子的位置与动量不可同时被确定，被称为不可确定性原理，推导逻辑是，测量会对被测量对象产生影响，因为微观世界的测量必须借助工具，测量工具会对实验对象产生影响，这个影响之间存在一个关系，可以用位置不确定性与动量不确定性遵守不等式表示

不确定性原理

在量子力学里，不确定性指的是，粒子的位置与动量不可同时被确定，位置的不确定性ΔX与动量的不确定性ΔP遵守不等式：

ΔXΔP≥ℏ/2，其中ℏ是约化普朗克常数ℏ=h/(2π)。

海森堡于1927年给出这原理的论述，因此又称为“海森堡不确定性原理”。根据海森堡的表述，测量这动作不可避免的搅扰了被测量粒子的运动状态，因此产生不确定性。后来肯纳德称，位置的不确定性与动量的不确定性是粒子的秉性，它们共同遵守某极限关系式，与测量动作无关。

从单缝衍射理解不确定性原理

粒子的波粒二象性的概念可以用来解释位置不确定性和动量不确定性的关系。自由粒子的波函数为平面波。假设，平面波入射于刻有一条狭缝的不透明挡板，平面波会从狭缝衍射出去，在观测屏上显示出干涉条纹。根据单狭缝衍射公式，从中央极大值位置到第一个零点的夹角θ为：

sinθ=λ/ω，其中，λ是平面波的波长，ω是狭缝宽度。

给定平面波的波长，狭缝越窄，衍射现象越宽阔，θ越大；狭缝越宽，衍射现象越窄，θ越小。

当粒子穿过狭缝之前，在y方向（垂直于粒子前进方向）的动量Py为0，

穿过狭缝时，粒子的Py遭遇搅扰。新的Py可以由粒子抵达观测屏的位置计算出来。

Py的不确定ΔPy大约是：

ΔPy≈Psinθ=Pλ/ω

当粒子穿过狭缝时，粒子的位置不确定性Δy大约是狭缝宽度：Δy≈ω

所以，位置不确定性与动量不确定性的乘积大约为：

ΔyΔPy≈Pλ/ω*ω=λP

根据德布罗意假说：

λ=h/P

所以，位置不确定性与动量不确定性遵守近似式：

ΔyΔPy≈h

波函数简略推导不确定性原理

在量子力学中，波函数描述粒子的量子行为。在任意位置，波函数绝对值的平方是粒子处于该位置的概率，动量则与波函数的波数有关。

粒子的位置可以用波函数ψ(x,t)描述，假设波函数ψ(x)是单色平面波，以方程表示为：ψ(x)=e^ikx=e^ixp/ℏ

其中，k是波数，p是动量。

在位置a与b之间找到粒子的概率P为：

假设位置空间的波函数是所有可能的正弦波的积分叠加：

其中，Φ(p)表示振幅，是动量空间的波函数：

从数学上看，ψ(x)与Φ(p)是一对傅里叶变换。标准差σ可以定量地描述位置与动量的不确定性。位置的概率密度函数|ψ(x)|^2可以用来计算其标准差。因为傅里叶变换对的性质为频域函数与空域函数不能同时收缩或扩展，因此必然有误差宽度。

数学上可以证明傅里叶变换的空域宽度Δx和频域宽度Δy的乘积有一个下限：

ΔxΔy≥1/(4π)

因此最后可以得到：

ΔXΔP≥h/(4π)=ℏ/2

这就是不确定性原理，属于粒子的一种内禀属性，蕴含了深刻的意义。

有哪些在生活中比较实用的物理小知识？

在生活中用到物理知识的地方处处可见：(1)人们说话是靠声带振动发声的(固体振动能发声)；笛子发出的美妙声音是利用空气柱振动发声的(气体振动也能发声)。(2)之所以出现影和日食、月食，是由于光在同种均匀介质中沿直线传播。

(3)汽车观后镜是用凸面镜做成的，不用平面镜做的原因是：凸面镜对光有发散作用，凸面镜比平面镜的观察范围要大得多。

(4)照相机能照出各种各样好看的相片，利用的是凸透镜能成倒立缩小实像的原理。凸透镜也能成正立放大的虚像，放大镜就是利用这个特点制成的。(5)近视眼应配戴凹透镜矫正视力，原因是近视眼的晶状体过凸，会聚本领过强，看远处的物体时像成在视网膜前，而凹透镜对光有发散作用，戴上用凹透镜做成的近视眼镜后，可使远处物体的像清晰成在视网上。老花眼应配戴凸透镜，原因是远视眼的晶状体比较扁，会聚本领偏弱，看近处物体时像成在视网膜后，而凸透镜对光有会聚作用，戴上用凸透镜做成的老花眼镜可使近处物体的像清晰成在视网膜上。(6)夏天，戴眼镜的人从开着冷气的公交车上下车时，镜片变"模糊"了，这是空气中的水蒸汽遇冷在镜片上发生了液化。牙医用小镜子检查患者的牙齿时，先要把它放在火上烤一烤，这是为了避免口腔中的水蒸汽遇冷在镜面上发生液化“模糊”镜面看不清牙齿。

(7)你家衣柜里放的樟脑丸过一段时间不见了，那里因为樟脑丸发生了升华变成气体了。(8)建筑工人利用重垂线检查墙是否砌得竖直是根据重力的方向总是竖直向下的。(9)装修房子时，工人师傅常用一根灌有水的透明软管的两瑞在墙面上不同地方做标记，其目的是保证标记两点在同一水平线上，用到的物理知识是：连通器中装入同种液体静止时连通器内液面总是相平的。

(10)高压锅煮食物易熟省时。原理：水的沸点随气压的增大而升高。(11)医院的护士给病人输液时，药水瓶上常插着两根管，一根连着针头给病人输液，另一根空着“不用”，这根空着不用的管为什么不能省掉？原因是：当瓶内液面下降时，液体上方气压会变小，外部空气会由此管进入瓶内液面上方，维持液面上方一定的气压，保证液体均匀流出输给病人。若省掉此管，当瓶内液面下降时，液面上方的气压会变小，液体流出的速度会变小甚至停止流出。

……

物理知识在生活中的应用很多很多，举不胜数，学好物理这门学科是非常有用的，也是非常必要的。

1.排气扇、抽油烟机对室内空气进行变换，主要是利用空气对流，把电能转化为机械能。

2.我们家里的带金属外壳的家用电器，都是采用的三角插头，插入三孔插座，目的是为了防止用电器漏电而采取的安全措施。

3.我们腌制咸菜，一般要15天左右才变咸，而我们在炒菜的时候，很快菜就变咸了，这是由于温度越高，食言盐中的离子，主要是钠离子和氯离子运动越越剧烈的缘故。

4.晾晒衣服时，我们习惯把衣服摊开来晾晒，主要是液体表面积越大，蒸发越快的缘故。

5.生活当中，我们在烧开水时不小心被水蒸气烫伤，这往往比沸水烫伤更厉害，是因为水蒸气液化成水，还要释放一部分热量。

6.家里的热水瓶，在装开水时瓶塞有时会跳出来，水瓶内水蒸气的内能转化为机械能对瓶塞做功的缘故。

7.我们家里婴儿吃完的奶粉空罐子，可以把上端开几道口做成到刀架。

8.夏天我们洗热水脸，比洗冷水脸感觉到凉快，是因为热水温度比冷水温度高，温度越高，蒸发越快，蒸发吸热，所以我们感觉凉快。

电动车没电了，而此时，你又在爬坡，一般情况下，人们都会加大油门，但会发现车子越来越慢甚至会停在半路。这是由于车的功率是一定的，正确的做法应该是，将油门调小，这样牵引力会大，就能以低速顺利爬坡。这跟开车上坡挂抵挡是一个道理

为什么可以用习惯“喝”汽水？这时生活中常见的现象，在嘴还没有从管内吸气时，管内外液面相平。这时，管内外液面上气压相等；当嘴吸气时，管内液面上气压减少，这时管内气压小于管外气压。所以，这个现象是由大气压作用引起的。

为什么熟鸡蛋在冷水中浸一下就容易剥壳？很简单，一句话“热胀冷缩”。

夏天自来水管壁大量“出汗”的原因是什么？自来水管壁出汗常是下雨的征兆。自来水管“出汗”并不是管内的水渗漏，而是自来水大都埋在地下，水的温度较低，空气中的水蒸汽接触水管，就会放出热量液化出小水滴附在外壁上，如果管壁大量“出汗”，说明空气中水蒸气含量较高，湿度较大，这正是下雨的前兆。

冬季保温瓶盖紧瓶塞时，为什么常会看到瓶塞马上跳一下？这时因为随着开水倒出，进入一些冷空气，瓶塞塞紧后，进入的冷空气受热很快膨胀，压强增大，从而推动瓶塞。

为什么长期堆煤的墙角处，时间长了会变成煤炭一样的颜色？长期堆煤的墙角处，如果用小刀从墙上挂去一薄层，可以看见里面是黑色的，这时因为分子永不停息的在做着无规则运动，在长期堆煤的墙角处，由于煤分子扩散到墙内，所以，导致墙里面都是黑色的。

日常生活中，还要很多实用的物理小知识，例如力的作用力与反作用力，跷跷板的杠杆原理等。

物理可分力、声、热、光、电学

每一类都有我们生活中常用到的。

比如力学，车子发动机转动做功，扭矩。变速自行车，变速的原理，何时省力，何时速度快。用到力学传动和杠杆原理。

声学，比如远了声音小。发声物体靠近我们时声调变高（频率增大），远离我们声调变低（频率减小）。这个快进，慢放是一个原理。打电话，听歌，都是利用磁体把声波转换为强弱变换的电流，或者把强弱变换的电流转换为声音。

热学，有些碗盛热汤很烫，有些碗盛热汤不烫，是因为材料的比热容不同！水的沸点和气压有关，气压小沸点低，所以高原上有些东西煮不熟，需要高压锅等等。

光学，夏天晴天公路上看起来有水洼是光的折射加全反射，海市蜃楼（据说也是光的折射加全反射，目前有反对观点）。近视眼镜，远视眼镜利用凹凸透镜的折射特点。红蓝3D眼镜的原理（偏振光）。

电学，不用说了，到处都要用，变压器（电感线圈），电动机（电磁感应）……

太多了，无法一一列举，欢迎大家留言补充！

中医的阴阳调和以及五行论有没有科学依据？

阴阳论的固有缺陷难以填平

1，阴阳来源伪造

易经八卦从头到尾无阴阳，伏羲文王也没说那两符号“- -”和“—”表阴阳，皆孔派儒后及阴阳大师们所发明创造，本是历史一大进步，却因嫁接于易经八卦，托名于伏羲文王，涉狐假虎威之嫌。

2，阴阳双面表达不了事物的全部。

阴阳论只看到事物的正反两面，一阴一阳，没有看到事物的侧面或事物的全部。事实是，客观事物可能具有1～N个面。太阳如果被看成一个球体，阳在哪？阴在哪？一个圆柱体的侧面属阳还是属阴？

3，阴阳被指定，难以自圆其说。

阴阳论认为上为阳下为阴，那么中国和美国在地球的对立面，谁上谁下，谁阳谁阴呢？

阴阳论认为左边为阳右边为阴，上升为阳下降为阴，由此有人推断人体升结肠在左，降结肠在右，可事实恰恰相反。

阴阳论认为，表为阳，里为阴，热为阳，冷为阴。那么人体内部温度高于皮肤温度，人的体内究竟属阳还是属阴呢？

阴阳论认为，男阳女阴，雄阳雌阴。事实是在生物繁殖中，除了有性繁殖外，还有无性繁殖，如分裂生殖、出芽生殖、孢子生殖、营养生殖等等。在无性生殖中（如病毒复制）谁阳谁阴呢？

再比如，山南河北为阳，山北河南为阴，好像正确，但到地球南半球呢？恰恰相反。

还有一些中性事物，如阴阳人、中性粒子、数轴上的零点，能生宝宝的公海马，其阴阳属性如何确定呢？

4，阴阳平衡不符合自然常态。

太极图中会动的黑白阴阳鱼，一阴一阳，此消彼长，阴损失多少就会增加多少，阳也如此，始终阴阳各半，保持平衡。那么问题来了，阴阳平衡，是事物发展所需要的吗？在人类社会，正义为阳，邪恶为阴，难道也要阴阳平衡，也要正义与邪恶平分天下社会才能和谐发展？在植物生长中有些耐阴品种，几乎不需要阳光，难道也要阴阳平衡？

5，阴阳转化并无普遍意义。

阴阳互化也是阴阳论特点之一。

日月能相互转化么？男女能相互转化么？表里能相互转化么？

阴阳论认为阴阳转化形成一年四季，从少阳到太阴，形成春夏秋冬。可是在太阳系，水星金星月球上也有所谓阴阳，为什么没有一年四季呢？

显然，将所有事物分成黑白两极，这就是中国传统的阴阳思维，虽有简单的哲学意义，但也具有难以填平的巨大缺陷。

请问一下你们学过马列哲学吗？如果是上学时候认真学过马列哲学就应该知道，我国的阴阳五行学说是唯物主义论。不是唯心主义。而且在马列哲学里肯定的评价说阴阳五行是物质的本质，是世界组成的基础。不要再搞美国佬的双重标准了，有用则用，无用则弃。

中医的阴阳调和以及五行论是祖先们经过几千年来不断探索，发现和经验的总结而来的。不是说实践是检验真理的唯一标准吗？那还要什么科学依据？中医的所有理论完全是经过几千年的实践中得来的。

关于这个提问，我真是不能理解、无法理解当今社会时代很多很多中国人的聪明智慧真是不如古人的聪明智慧。

中医的阴阳调和：用当代和现代物理科学、哲学等学科来进行理解、诠释、解释和解读，就是物理运动的正反两面性、正极和负相、作用力与反作用力等，自然物理学有山必有水，有白天必有黑夜，有男必有女，有公必有母，有热必有冷，有高必有低，有大必有小，有好必有坏，有天必有地，自然调和，凡此种种，举不胜举等等，在中华文化里面，在中国科学里面称之为：阴阳学、自然生态学、道家学说；在西方文化里面，在西方科学、现代科学里面精细称之为：物理学、生物学、植物学、天文学、地理学等等，统统称之为：自然物理运动学。

中医的阴阳调和：在哲学里面的理解、诠释、解释和解读称之为：万事万物分为一分为二，对立统一规律自然辩证法；客观惟物主义论和主观唯物主义论，客观唯心主义论和主观唯心主义论；广义相对论和狭义相对论，广义“绝对”论和狭义“绝对”论等思想观念、意识形态、思维层次和思想境界。

中医五行论学说：更容易、很容易理解、诠释、解释和解读，金、木、水、火、土都是原始生态存在着的自然现象，都是现代自然科学论的科学规律与丛林法则的科学依据的科学原理和道理………

中医的基础是《道》与《易》“道可、道非、常道，名可、名非、常名”及“阴阳八卦”“无极生有极，有极生太极，太极生两仪，两仪生四相，四相生八卦，八卦定吉凶，吉凶生大业”的认识论，不是阴阳五行。

阴阳五行，只是中医认识论的阶段性成果，阴阳五行就像牛顿定律，不是物理学的基础或认识论，如果把牛顿定律当成物理学的基础，就没有了相对论及量子力学。

到此，以上就是小编对于电磁跷跷板的问题就介绍到这了，希望介绍关于电磁跷跷板的3点解答对大家有用。