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質点と場

場の考え方について、いろいろ検索していたら、
こちらのサイトにとても分かりやすい解説が掲載されてました!

宮沢弘成 「場と質点」

この記事の説明によると、

「本が机の上にある」というのが質点の見方。

「机の上に本がある」というのが場の見方。

なるほど、分かりやすい!!!

そして、両者の違いは、その後の時間発展を見ればより明確になります。

質点の見方では、「本は書棚に納められた」となり、

場の見方では、「机の上にノートとペンがある」となる。

分かりやす過ぎ!!!(笑)

そして、次に、元日の東京盛り場での人出を調べる例が載っていて、

質点の考え方では、

Aは、午前明治神宮に詣で、午後新宿へ行って帰宅した。
Bは、寝坊して、午後明治神宮、夜銀座へ行った。
・・・


という風になって、場の考え方では、

明治神宮に午前何人いて、新宿には何人いた。

という感じになる。

質点の見方では、とても東京の全員について調べてられないし、
あまりにも無駄な情報が多すぎるけど、
場の考え方にすることによって、必要な情報だけを抜き出して記述することができる
といったことのようですね。

この解説記事の残りの部分は、難しくて、理解しきれてない部分もありますが、
質点系の方がうまく記述できるケースもあったり、
場の方がうまく行くケースもあるようです。

そして、この記事ともうひとつ、こちらの記事

宮沢弘成 「電子は質点か場か」
宮沢弘成 「質点と場と確率解釈」

も合わせて読むと、とても面白いです。

正確には理解できていないので、正しくは原文を読んでいただきたいのですが、

質点と場は、ユニタリ変換で結ばれているので、
どちらで考えても本質は変わらないのですが、
通常の量子力学では、初めに、電子を質点として導入することによって、
話をややこしくしている面があるそうです。

初めから、電子を波として導入すれば、分かりやすい。
そうすると、光を古典電磁波として、マックスウェル方程式を扱うように、
電子も古典的な複素の波として、シュレディンガー方程式で扱えて、
ここまでは、古典物理の範疇に入れられます。

そして、本当の量子論は、第二量子化からということになります。
そうすると、確かに光も電子も第二量子化で初めて量子論に入る
ということになり、分かりやすいですよね!

とても面白い考え方だなあと思いました。

ただ、複素の波を扱うところで、観測上の解釈をどうするかということがあるようですが、
それについても、いろいろ書かれています。
(あんまりよく分かっていないのですが・・・汗)

高校物理でも、「電子は波」と教えたらいいのではないかと書かれていますが、
いきなり、複素の電子波のイメージで、電磁気学を教えられると、
さすがに、理解するのが大変かもしれませんね^^;

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ジャンル:[学問・文化・芸術]  テーマ:[自然科学
物理>場の量子論 | コメント(0) | 2013/09/09 20:04
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