黑白大犬是什么意思?
黑白的大犬——这个“黑”不是指种族歧视的黑人,它其实是个物理量,表示的是电子在空间某一点出现的概率。 自然界中的一切物质基本上都是由分子、原子构成的,而它们基本的构成单元是核子(即质子和中子)。
这些微观粒子都有一个性质叫做色荷,也就是它们携带的电荷数量。我们人类生活的世界是有颜色的世界,所以我们会把物体带的颜色归类为“色荷”。例如红橙黄色的是正电荷,蓝绿色的是负电荷。 而量子力学中的“色荷”与我们日常生活中看到颜色意义并不一样。它描述的是一个微观粒子没有携带任何电荷的情况下的特性:一个带有色荷的微粒就像是一个带着特定颜色的点,而它的色荷用z来表示,也就是说,如果有一个粒子的色荷为1/2+3/4z的话,那么它就是带有1/2个正电荷和3/4个负电荷的微粒。 一般来说,一个不带电磁属性的微观粒子都会有唯一的色荷。但是,对于宏观的带电的物质来说情况就变得复杂了。因为宏观物体是由大量微观粒子组成,而这些微观粒子本身具有的各种色荷会互相抵消,宏观上表现为不显示色荷。但是对于某些特定的排列方式,微观上仍然可能会有部分区域表现出色荷。这种只有统计意义上存在的色荷叫做“统计色荷”。
而在量子力学中经常要用到的一个概念就是“色散”,它指的是当两个微观系统相互碰撞时,由于它们的色荷不同,会导致一部分能量转移到另一个系统中去,从而使两个系统的运动状态发生变化。 在一维情况下,如果一个一维波包有两个可能的状态,比如可以看成是两个简并的态,其中一个是高能量的态,另外一个是低能量的态. 如果这时有另外一个一维波包进来撞击它,而且这两个波包的色荷不同(比如说一个是上漂的,一个是下落的),这样就会发生色散,一部分能量会从色荷较浓的区域传递到色荷较为稀薄的领域去,使两个波包分离,最终形成一个尖刺状图案。这就是黑白大犬图形。 以上是我个人的一些理解,不太准确的地方请大家多多指正!