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傅里叶变换是如何告诉我们不确定性原理的?

编辑:网友投稿来源:互联网整理更新时间:2021-05-04 10:12:43

傅里叶变换处理共轭变量,如时间和频率,或位置和动量。让我们从基本原理开始,正弦波的叠加可以用来产生任何波形。现在考虑一个正弦波,它没有起点也没有终点,但是它有一个完美定义的频率。现在考虑一个除某一点外处为零的峰值。我们需要多少正弦波才能产生这样的脉冲?结果是我们需要无限多个覆盖所有频率。现在尖峰有一个完美定义的时间或位置(取决于你的轴),但一个完全未定义的频率或波矢量(即动量)。所以我们有两个极端:一个在时间或空间上没有定义位置的完美正弦;或者一个完全定义了时间和空间的尖峰,但是没有定义频率和动量。

傅里叶变换是如何告诉我们不确定性原理的?

这纯粹是一个数学性质,因为我们想要理解正弦波的叠加。

因为有两个极端,问题就出现了,什么是时间和频率,或者位置和动量,都有某种定义的最佳中点?显然,在这一点上,两种测量方法都有一定的不确定性,因为只有在另一种性质完全未定义的情况下,完全确定性才能存在于一种性质中。不确定度的最小乘积是海森堡不确定性原理的基础。
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