渔老板钓鱼
26-05-21 21:49 微博认证:科技博主

我是怎么推导出海森堡测不准的公式的?

当年在蔡司工作,先说一下蔡司:
1、蔡司是全球光学老大,绝对的老大。

2、当年,卡尔·蔡司(Carl Zeiss)在耶拿开了一家精密机械作坊,专门制造显微镜。但他完全是靠“试错法”在做镜片,今天磨一个,明天试一下,做出来好用就卖,不好用就扔,根本不知道背后的光学原理。

3、后来,年轻的物理学教授阿贝加入了蔡司的团队。阿贝是个理论天才,他直接引入了严格的物理和数学计算,第一次从波动光学的角度推导出了显微镜成像的极限。他发现,光是一种波,当它穿过透镜时会发生衍射,这就导致无论你的镜片磨得多么完美,成像的清晰度(分辨率)都有一个物理上的天花板——也就是你刚才提到的:分辨率不可能无限高,它受限于光的波长。这就是著名的“阿贝衍射极限”。正是阿贝的这个理论,让蔡司的显微镜制造从“盲人摸象的手艺活”直接跨越到了“精准计算的科学”。

4、后来,另一位光学天才奥托·肖特(玻璃配方专家)也加入进来,这三个人(蔡司、阿贝、肖特)联手,直接把德国的光学工业推上了世界巅峰。

现在的肖特玻璃,就是全球玻璃领域的老大,和蔡司光学背后都是蔡司基金会管理。

5、当年和培训我的德国专家沟通,知道了阿贝衍射极限(Abbe diffraction limit)。它的核心就是:显微镜的分辨率极限,在光学里,我们通常用公式来表达这个极限:
d = λ/2.NA
NA理想状态看成1。
量子力学动量p=h/λ

这两个相乘,λ被约掉了

好神奇,这不就是海森堡测不准公式吗?

海森堡的测不准原理,在数学形式上和阿贝的衍射极限简直是异曲同工。我把阿贝在光学显微镜上发现的“测量公差”,完美推广到了量子力学里对电子的测量上。

很多事情就是这么神奇。
我确实和光打交道很多年。

发布于 浙江