量子力学-人物及理论介绍

1.简介量子力学的历史和发展量子力学是现代物理学的重要分支，它描述了微观世界中粒子的行为和相互作用。

以下是量子力学历史和发展的简介：•早期量子理论的兴起：在20世纪初，科学家们通过研究辐射现象和黑体辐射问题，开始怀疑经典物理学的适用性。

麦克斯∙普朗克的量子假设和爱因斯坦的光电效应理论为量子理论的发展奠定了基础。

•波粒二象性的提出：在这个阶段，德国物理学家路易斯∙德布罗意提出了物质粒子（如电子）也具有波动性的假设，即波粒二象性。

这一假设通过实验证明，如电子衍射实验，为量子力学奠定了基础。

•薛定谔方程的建立：奥地利物理学家埃尔温∙薛定谔于1926年提出了著名的薛定谔方程，用于描述微观粒子的运动和行为。

这个方程成功地解释了氢原子的能级和谱线，奠定了量子力学的数学基础。

•不确定性原理的发现：德国物理学家瓦尔特∙海森堡于1927年提出了著名的不确定性原理，指出在测量过程中，无法同时准确确定粒子的位置和动量。

这一原理挑战了经典物理学的确定性观念，成为量子力学的核心概念之一。

•量子力学的完备性和广泛应用：随着时间的推移，量子力学逐渐发展成为一个完善的理论体系，并在许多领域得到广泛应用。

它解释了原子和分子的结构、核物理现象、固体物理、粒子物理学等多个领域的现象，并为现代科技的发展提供了基础。

量子力学的历史和发展是科学进步的重要里程碑，对我们理解微观世界的行为和深入探索宇宙的奥秘具有重要意义。

2.波粒二象性和不确定性原理的解释在量子力学中，波粒二象性和不确定性原理是两个核心概念，对我们理解微观世界的行为提出了挑战，下面是它们的解释：•波粒二象性：根据波粒二象性的理论，微观粒子（如电子、光子等）既可以表现出粒子的特性，也可以表现出波的特性。

这意味着微观粒子既可以像粒子一样具有局部位置和动量，也可以像波一样展现出干涉和衍射的现象。

这种波粒二象性的解释可以通过德布罗意的波动假设来理解。

根据德布罗意的假设，微观粒子具有与其动量相对应的波长，这与光波的性质相似。

量子力学三大巨头是哪三个
量子力学作为现代物理学的重要分支，有着深远的影响和重要的应用价值。

在
量子力学的发展过程中，有三位科学家被公认为是量子力学的奠基人和主要巨头，他们分别是赫兹本、波恩和海森堡。

赫兹本（Max Born）
赫兹本是德国物理学家，他在量子力学的发展中做出了重要贡献。

赫兹本主要
负责量子力学的波函数概念和矩阵力学等方面的研究。

他的工作奠定了量子力学的基础，为后来的发展打下了坚实的基础。

波恩（Werner Heisenberg）
波恩是德国理论物理学家，他发展了著名的量子力学的不确定性原理。

这一原
理揭示了微观粒子的运动和状态的不可预测性，对于量子力学的发展和解释起到了重要作用。

波恩还提出了矩阵力学的基本观点，为量子力学的形式建立做出了贡献。

海森堡（Wolfgang Pauli）
海森堡是奥地利物理学家，他在量子力学的发展中也有着重要的地位。

海森堡
提出了著名的矩阵力学，在量子力学的理论和实践中都具有重要的意义。

海森堡还为量子力学的统计解释做出了贡献，对其发展有着深远的影响。

这三位科学家作为量子力学的奠基人和主要巨头，他们共同为量子力学的建立
和发展做出了重要的贡献。

他们的研究成果和理论贡献，对于现代物理学和科学技术的发展都具有重要的意义，影响深远。

量子力学作为物理学领域的重要分支，将继续在未来的科研和应用中发挥重要作用。

量子力学英雄谱曹则贤（中国科学院物理研究所研究员）早在1877年，玻尔兹曼就假设原子的能量可取某个单位值的整数倍，则在粒子数和总能量一定的条件下，最可几分布是每个能量Ei对应的粒子数的分布状态，这就是所谓的玻尔兹曼分布。

存在分立能级的思想对建立量子力学具有启发性的意义。

玻尔兹曼被誉为“笃信原子存在的人”。

1885年，巴尔莫猜出氢原子在可见光部分的四条谱线的波长满足公式, 这是量子力学发展的第一步。

1900年，普朗克用自己灵光一闪构造的内能－熵的关系，推导出了能描述黑体辐射的能量密度对辐射波长（频率）依赖关系的公式。

进一步地，他又想根据玻尔兹曼的那套经典统计的把戏，即计算N个球放到P个盒子里共有多少种不同的放法，同样推导出这个公式。

这样，他就必须假设某个频率的辐射对应的内能，，必须是他此前引入的具有能量量纲的量，，的整数倍。

这就是说，是频率为的辐射的基本能量单位。

此一假设被看作是量子力学的开端，而普朗克常数h也成了量子力学的标志。

普朗克被誉为“把一生献给热力学的人”。

1905年，爱因斯坦利用是频率为的辐射的基本能量单位的假说，成功解释了光电效应。

爱因斯坦对量子力学的贡献还包括引入玻色－爱因斯坦统计，引入谐振子零点能的概念，对量子力学完备性的讨论，以及建立固体量子论等。

1911年，卢瑟福用粒子轰击金箔，基于这个散射实验的结果提出了原子的有核模型。

1917年他通过分裂原子的实验发现了质子。

玻尔基于巴尔莫和里兹的光谱公式指出原子发光是电子在不同能级上跃迁造成的。

1913年玻尔提出了氢原子的模型，首次给出了电子轨道的量子化条件。

玻尔在哥本哈根建立的研究所后来成了量子力学开创者们的聚集地。

他为理论物理的时代培养了大批的学生，是学生获诺贝尔奖最多的导师。

维格纳在其博士论文中首次提到分子激发态有能量展宽，它同平均寿命通过关系式相联系。

相关工作始于1922年，发表于1925年. 维格纳发现简并态的存在同量子系统对称性的不可约表示有关，他是将群论应用于量子力学的重要推动者。

第八节 量子力学简介教学内容：1. 波函数及其统计解释；2. 一维定态薛定鄂方程；3. 一维无限深势阱、势垒、隧道效应。

重点难点：1. 波函数的物理意义和波函数的标准条件；2. 薛定格方程的建立过程及其求解方法 基本要求：1. 理解量子力学的基本假设；2. 理解一维无限深势阱薛定格方程的求解过程和解的物理意义； 2. 了解隧道效应的物理原理及其应用。

薛定谔简介：奥地利物理学家，1933年诺贝尔物理奖获得者。

薛定谔是著名的理论物理学家，量子力学的重要奠基人之一，同时在固体的比热、统计热力学、原子光谱及镭的放射性等方面的研究都有很大成就。

薛定谔的波动力学，是在德布罗意提出的物质波的基础上建立起来的。

他把物质波表示成数学形式，建立了称为薛定谔方程的量子力学波动方程。

薛定谔方程在量子力学中占有极其重要的地位，它与经典力学中的牛顿运动定律的价值相似。

在经典极限下，薛定谔方程可以过渡到哈密顿方程。

薛定谔方程是量子力学中描述微观粒子(如电子等)运动状态的基本定律，在粒子运动速率远小于光速的条件下适用。

薛定谔对分子生物学的发展也做过工作。

由于他的影响，不少物理学家参与了生物学的研究工作，使物理学和生物学相结合，形成了现代分子生物学的最显著的特点之一。

薛定谔对原子理论的发展贡献卓著，于1933年获诺贝尔物理奖金。

一、波函数 概率密度微观粒子的运动遵循什么样的规律？1. 波函数德布罗意波的强度和微观粒子在某处附近出现的概率(p r o b a b i l i t y d e n s i t y )成正比：即是说，微观粒子在各处出现的概率密度才具有明显的物理意义。

按照薛定谔的观点，微观粒子的状态应由该粒子的德布罗意波（物质波）的波函数),(t rψ来描述，借助于物质波所遵从的波动方程即薛定谔方程(S c h r o d i n g e r e q u a t i o n )，可以求出t 时刻在空间任一位置的波函数(w a v e f u n c t i o n )。

关于量子力学的基本原理量子力学是目前科学界研究的热点之一，它的一些研究成果带来了颠覆性的变革和挑战传统的经典物理学。

她的发展使得我们能够更好地理解自然界的本质，然而，量子力学对于我们日常生活的影响还远远不止于此。

本文将介绍量子力学的一些基本原理，让我们更好地掌握这个神秘而又有趣的学科。

一、波粒二象性1831年，法国物理学家菲涅尔提出“光波学说”，认为光是传播在空气、水和透明物质中的一种波动。

这个理论得到了广泛的接受，直到20世纪早期，德国物理学家普朗克、爱因斯坦和德布罗意等人的研究发现，光和微观粒子（如电子）都具有双重性质。

波粒二象性（wave-particle duality）是量子力学的基本原理之一，它指出，微观粒子具有同时存在于波动和粒子状态的特性。

当我们以粒子的形式观察它们时，它们的性质就呈现出粒子的特征；而当我们以波动形式观察它们时，它们的性质就呈现出波的特征。

二、量子叠加与量子纠缠量子叠加（quantum superposition）指的是同一量子体系能够存在多种可能状态的现象。

在量子体系中，所有可能的状态都可以描述为波函数，这个波函数表示了这个体系存在于所有这些状态的叠加状态中。

量子纠缠（quantum entanglement）指的是当两个或两个以上的微观粒子（如电子或光子）建立在量子力学的规则下，它们就会处于相互相关的状态。

在这种状态下，当对一个粒子进行测量时，它将立即影响到其他粒子的状态，即使它们之间隔得很远。

三、不确定性原理不确定性原理（uncertainty principle）是由德国物理学家海森堡首先提出的，它指出，在测量实验中，微观粒子的位置与动量无法同时准确地测定。

这个原理的本质是当发生观测时，观察者的测量行为已经影响了被测定的物理系统。

这个原理的结果就是，即使我们拥有最好的测量工具和设备，我们也无法完全了解每个位置和状态的微观粒子。

这限制了我们对量子世界和其行为的完全理解。

量子力学（物理学理论）—搜狗百科理论的产生及其发展量子力学是描述物质微观世界结构、运动与变化规律的物理科学。

它是20世纪人类文明发展的一个重大飞跃，量子力学的发现引发了一系列划时代的科学发现与技术发明，对人类社会的进步做出重要贡献。

量子力学 19世纪末正当人们为经典物理取得重大成就的时候，一系列经典理论无法解释的现象一个接一个地发现了。

德国物理学家维恩通过热辐射能谱的测量发现的热辐射定理。

德国物理学家普朗克为了解释热辐射能谱提出了一个大胆的假设：在热辐射的产生与吸收过程中能量是以hf为最小单位，一份一份交换的。

这个能量量子化的假设不仅强调了热辐射能量的不连续性，而且跟'辐射能量与频率无关，由振幅确定'的基本概念直接相矛盾，无法纳入任何一个经典范畴。

当时只有少数科学家认真研究这个问题。

爱因斯坦于1905年提出了光量子说。

1916年，美国物理学家密立根发表了光电效应实验结果，验证了爱因斯坦的光量子说。

1913年丹麦物理学家玻尔为解决卢瑟福原子行星模型的不稳定性（按经典理论，原子中电子绕原子核作圆周运动要辐射能量，导致轨道半径缩小直到跌落进原子核），提出定态假设：原子中的电子并不像行星一样可在任意经典力学的轨道上运转，稳定轨道的作用量fpdq必须为h的整数倍（角动量量子化），即fpdq=nh，n称之为量子数。

玻尔又提出原子发光过程不是经典辐射，是电子在不同的稳定轨道态之间的不连续的跃迁过程，光的频率由轨道态之间的能量差确定，即频率法则。

这样，玻尔原子理论以它简单明晰的图像解释了氢原子分立光谱线，并以电子轨道态直观地解释了化学元素周期表，导致了72号元素铪的发现，在随后的短短十多年内引发了一系列的重大科学进展。

这在物理学史上是空前的。

由于量子论的深刻内涵，以玻尔为代表的哥本哈根学派对此进行了深入的研究，他们对对应原理、矩阵力学、不相容原理、测不准关系、互补原理。

量子力学的几率解释等都做出了贡献。