粒子為什么有全同性

全同粒子的存在是客觀物質(zhì)世界的一項基本實驗事實 , 也是被物理學(xué)界所普遍接受的一項基本理論信念 。仍以電子的電荷為例 , 雖然實驗測量受到精確度的限制,而且各次測量結(jié)果在最后幾位有效數(shù)字上有出入 , 但是當(dāng)前絕大多數(shù)物理學(xué)家仍一致相信,所有電子的電荷值應(yīng)該完全相同,沒有絲毫差別 。任何物理理論,尤其是量子理論,都是在這種信念的基礎(chǔ)上建立起來的 。
全同粒子:是指具有完全相同內(nèi)稟屬性的粒子 。自然界中存在不同種類的粒子,如電子、 質(zhì)子 、中子、光子、π介子 等 。它們可以是基本粒子,也可以是由基本粒子構(gòu)成的復(fù)
粒子全同性概念與粒子態(tài)量子化有本質(zhì)的聯(lián)系嗎微觀粒子的全同性是說全同粒子是不可分辨的,有態(tài)的量子化 , 粒子可以處于不同的態(tài)!我剛學(xué)這 , 理解的不是很好!
全同粒子與非全同粒子區(qū)別在哪全同粒子是指具有完全相同內(nèi)稟屬性的粒子 。而全同粒子是指不具有完全相內(nèi)稟屬性的粒子,也可是說是具有一部分相同一部分不相同的內(nèi)稟屬性的粒子 。
1、全同粒子是指具有完全相同內(nèi)稟屬性的粒子 。自然界中存在不同種類的粒子,如電子、 質(zhì)子 、中子、光子、π介子 等 。
2、 在量子力學(xué)中,我們假設(shè)許多基本粒子是不可區(qū)分的,例如電子 , 質(zhì)子 , 中子等,我們把不可區(qū)分的粒子稱為是全同粒子 。

3、例如我們在兩個位置同時測量到兩個電子,我們只能知道兩處各有一個電子,而不知道哪個電子在哪里 。對于宏觀物體 , 我們可以通過做標(biāo)記或者追蹤軌跡的方式輕易把不同它們區(qū)分開,但量子力學(xué)中的粒子既不能做標(biāo)記也沒有軌跡的概念 。
4、全同粒子組成的多體系的哈密頓量,對于任何兩個粒子交換是對稱的 。實驗表明,全同粒子體系狀態(tài)的交換對稱性,取決于粒子的自旋 。量子力學(xué)中這種全同性導(dǎo)致全同多粒子體系波函數(shù)對于粒子交換的對稱性。
對于自旋是整數(shù)倍的粒子 , 如π介子和光子,波函數(shù)對于任何兩個全同粒子交換是對稱的,稱為玻色子 。對于自旋是的半奇數(shù)倍的粒子 , 如電子、質(zhì)子和中子,波函數(shù)對于任何兩個全同粒子交換是反對稱的 , 稱為費米子 。
每個電子或中子都是相同的實驗上是無法區(qū)分的 。這是微觀粒子全同性原理,是量子力學(xué)的基本原理之一 。
相關(guān)內(nèi)容陳述如下:
全同粒子:如果兩個微觀粒子的內(nèi)稟屬性(質(zhì)量、電荷、自旋、同位旋、內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其它內(nèi)稟性質(zhì))相同,就稱它們?yōu)閮蓚€全同粒子
微觀粒子全同性原理:系統(tǒng)中全同粒子因?qū)嶒灡憩F(xiàn)相同無法分辯 。換而言之,如果設(shè)想交換系統(tǒng)中任意兩個全同粒子所處狀態(tài)和地位,將不會表現(xiàn)出任何可以觀察的物理效應(yīng)
全同粒子的定義全同粒子的存在是客觀物質(zhì)世界的一項基本實驗事實,也是被物理學(xué)界所普遍接受的一項基本理論信念 。仍以電子的電荷為例,雖然實驗測量受到精確度的限制,而且各次測量結(jié)果在最后幾位有效數(shù)字上有出入,但是當(dāng)前絕大多數(shù)物理學(xué)家仍一致相信,所有電子(包括未被測量過的電子)的電荷值應(yīng)該完全相同,沒有絲毫差別 。任何物理理論,尤其是量子理論,都是在這種信念的基礎(chǔ)上建立起來的 。
一個由若干個全同粒子組成的物理體系,其運動狀態(tài)的全部性質(zhì)原則上應(yīng)該可以由外部的“觀測者”(例如其他基本粒子)通過同這個體系的相互作用而一一查明 。假如交換體系中任意兩個粒子(第i個和第j個)的運動狀況,因為實行交換的粒子是全同的 , 外界“觀測者”的觀測結(jié)果顯然不會受到任何影響,所以必須認(rèn)為粒子i和j實行交換后體系仍處于同一運動狀態(tài) 。這個觀點以及下面說的波函數(shù)具有交換對稱性或反對稱性通常稱為全同性原理 。如以Ψ表示交換前描述體系狀態(tài)的波函數(shù) 。pijΨ 表示交換后體系的波函數(shù),Ψ和pijΨ 既然描述同一狀態(tài),它們最多相差一個常數(shù)因子 。由于接連交換兩次波函數(shù)必須還原 , 這個常數(shù)因子只能是±1 。當(dāng)pijΨ=+Ψ,就稱體系狀態(tài)為交換對稱的;當(dāng)pijΨ=-Ψ,則稱為交換反對稱的 。
玻色子體系不受泡利原理的限制,而且,由于粒子總是自發(fā)地向低能級躍遷,玻色子有向基態(tài)能級凝聚的傾向,這是產(chǎn)生低溫超導(dǎo)和超流現(xiàn)象的基本原因 。

【粒子為什么有全同性】
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