复旦大学苏汝铿教授的量子力学课件
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量⼦⼒学讲义1第⼀章绪论前⾔⼀、量⼦⼒学的研究对象量⼦⼒学是现代物理学的理论基础之⼀,是研究微观粒⼦运动规律的科学。
量⼦⼒学的建⽴使⼈们对物质世界的认识从宏观层次跨进了微观层次。
综观量⼦⼒学发展史可谓是群星璀璨、光彩纷呈。
它不仅极⼤地推动了原⼦物理、原⼦核物理、光学、固体材料、化学等科学理论的发展,还引发了⼈们在哲学意义上的思考。
⼆、量⼦⼒学在物理学中的地位按照研究对象的尺⼨,物理学可分为宏观物理、微观物理和介观物理三⼤领域。
量⼦理论不仅可以正确解释微观、介观领域的物理现象,⽽且也可以正确解释宏观领域的物理现象,因为经典物理是量⼦理论在宏观下的近似。
因此,量⼦理论揭⽰了各种尺度下物理世界的运动规律。
三、量⼦⼒学产⽣的基础旧量⼦论诞⽣于1900年,量⼦⼒学诞⽣于1925年。
1.经典理论⼗九世纪末、⼆⼗世纪初,经典物理学已经发展到了相当完善的阶段,但在⼀些问题上经典物理学遇到了许多克服不了的困难,如⿊体辐射等。
2.旧量⼦论旧量⼦论= 经典理论+ 特殊假设(与经典理论⽭盾)旧量⼦论没有摆脱经典的束缚,⽆法从本质上揭露微观世界的规律,有很⼤局限性。
但旧量⼦论为量⼦⼒学理论的建⽴提供了线索,促进了量⼦⼒学的快速诞⽣。
四、量⼦⼒学的研究内容1.三个重要概念:波函数,算符,薛定格⽅程。
2.五个基本假设:波函数假设,算符假设,展开假定,薛定格⽅程,全同性原理。
五、量⼦⼒学的特征1.抛弃了经典的决定论思想,引⼊了概率波。
⼒学量可以不连续地取值,且不确定。
2.只有改变观念,才能真正认识到量⼦⼒学的本质。
它是⼈们的认识从决定论到概率论的⼀次巨⼤的飞跃。
六、量⼦⼒学的应⽤前景1.深⼊到诸多领域:本世纪的三⼤热门科学(⽣命科学、信息科学和材料科学)的深⼊发展都离不开它。
2.派⽣出了许多新的学科:量⼦场论、量⼦电动⼒学、量⼦电⼦学、量⼦光学、量⼦通信、量⼦化学等。
3.前沿应⽤:研制量⼦计算机已成为科学⼯作者的⽬标之⼀,⼈们期望它可以实现⼤规模的并⾏计算,并具有经典计算机⽆法⽐拟的处理信息的功能。