_量子论的提出及初期发展简介

山西师范大学本科毕业论文量子论的提出及初期发展简介姓名院系物信学院专业物理学班级07520101学号0752010140指导教师答辩日期成绩量子论的提出及初期发展简介内容摘要科学史上重要的创造性首先是由于理念的彻底转变而来的。

“量子化”这一假定及推广在各个科学领域不仅仅是在物理学上都有着无法估量的深远的推动效应。

下面的重要内容介绍了“量子化“的提出及初期最重要的三个“量子化”及它们各自的贡献。

19世纪末，多数物理学家认为整个物理理论系统相当完备，接下来的工作仅仅是一些修补的事项，遗留的也是小问题。

其中便包含辐射问题。

基于前辈们的研究成果普朗克大胆地提出“能量量子化”假设，解决了黑体辐射问题。

但他本人却极其推崇经典物理，企图将作用量子拉进经典物理的系列中，把能量的不连续纳入能量连续性的经典理论框架中，但各种努力均以失败告终。

青年物理学家爱因斯坦对作用量子却有极大的兴趣，在作用量子的启发下，提出“光量子”假说，释释的现象。

玻尔用“轨道量子化”模型解释了原子结构及氢原子的分立光谱。

正是由于上述三位科学家等无数科学家的相互作用使量子化逐步成熟起来，发展成现在的量子论。

如今，量子论已有不少分支，且在交叉学科中起着重要的作用，应用前景十分美好。

【关键词】：量子化作用量子光量子轨道量子化The initial development of quantum theory put forward andintroductionAbstractHistory of vital creative ideas first is due to thoroughly changing. "Quantization" this assumption and promotion in all fields of science is not only in the physics has inestimable far-reaching pushing effects. Below is an important content of "are introduced the quantization" put forward and the initial three of the most important "quantization" and their respective contributions.19 century, most physicists believe that the whole physics theory system quite complete, the next job are only some of the items, repair legacy is small problems. Which will include radiation problems. Based on the predecessor research Planck boldly proposed "energy quantization" assumption, solved blackbody radiation problems. But he himself is extremely highly classical physics, attempting to quantum pulls into the role of classical physics, the energy in the series of continuity of discontinuous into energy classical theory frame, but every effort failed. Young physicist Albert Einstein to the acting quantum have great interest in the role of quantum inspired, put forward "light quantum hypothesis explain photoelectric effect those classical physics unexplained phenomena. Boulder with "track quantization" model explains the atomic structure and hydrogen atoms and the schism of spectrum. It is due to the above three scientists untold scientists interaction make quantization gradually mature and evolved into what is now the quantum theory.Nowadays, quantum theory has quite a few branches, and in interdisciplinary plays an important role, the application prospect of very good.【key word】quantization; quantum effect; light quantum; rail quantization目录一、量子论之于物理领域的意义 (1)二、量子化提出的物理背景与前提 (1)三、量子论的发展 (1)(一)普朗克在此方面的贡献 (1)(二)爱因斯坦子在此方面的贡献 (3)(三) 波尔在此方面的贡献 (3)四、量子论的现状及应用分支学 (5)五、结束语 (5)参考文献 (6)致谢 (6)量子论的提出及初期发展简介学生姓名：樊云燕 指导教师：冀玉领一、量子论之于物理领域的意义在物理学发展到一定深度，出现了一些经典力学无法解决的问题。

但是由于量子论的提出，局面出现了巨大的变化。

作为20世纪物理学重要的成就之一，量子论彻底改变了以前对物质结构和物质的运动本质的看法，也使我们的思维方式有了新的创新。

它弥补了经典物理在认识宏观世界与微观世界方面的缺陷，促进了物理学长足的发展。

下面概括的阐述量子论在初期的发展与贡献。

二、量子化提出的物理背景与前提十九世纪末，计物理和电动力学在内包括力学、热力学与统的经典物理学家都认为对繁多复杂的物理现象的本质都已完成，后辈们只需做一些完善的工作如提高物理常数的提高，及一些在当时科学家们认为是很小的问题，然而其中一个问题便与黑体辐射有关，这导致量子物理的横空出世。

三、量子论的发展(1)普朗克在此方面的贡献科学上的重大创造性首先表现在理念上的彻底转变。

在物理学史上，德国物理学家普朗克首先跳出经典连续性的限制，于1900年提出能量子概念，具有重大的历史与学术意义。

普朗克于基尔霍夫教授逝世后成为他的继承人。

普朗克早期研究领域主要是热力学这一范畴，从1876年，转而研究热辐射。

我们知道不管温度多高或多低物体的比奥妙会向外发出电磁波其频率因温度的。

实验上可测量从单位体积发出的辐射频率νννd +~范围内的电磁辐射的能量，它与νd 成正比，可用E(ννd )表示。

为了普遍的研究热辐射本身的规律，实验上需要测量“黑体”的热辐射。

之所以选择他作为研究对象是因为它能完全的吸收照射到表面的电磁波。

当然实际上黑体是个理想模型，但它可用某种设备近似替代。

为了在现实世界，我们用带有小孔的密闭的空腔来替代黑体。

关于黑体辐射能量随斌率的分布规律，维恩根据实验结果得出一个经验公式：E(ννd ) =ec Tc d ννν231 （1）式中黑体辐射能量E(ννd )指在νννd +~频率范围和单位体积中的，c c 21,是两个参数。

此式在高频区与 实验符合的很好，而ν小时与结果出入很大。

而物理学家瑞利和金斯根据经典动力学与统计物理，导出公式：E(ννd )=ννd T c 221 （2） 此公式的结果恰好与⑴式相反，在很ν小时与实验结果相当吻合，但此式在高频区是发散的，与实验相矛盾，即所谓的紫外灾难。

而这样的结果引起了包括普朗克在内的物理学家的关注。

为导出和实验相符合的黑体辐射理论公式，普朗克做了很多与经典理论一致的努力，却一直没有满意结果。

他在结合维恩公式和瑞利-金斯公式的基础上，仅在维恩公式指数项后加了一个（-1）的项，很快得出了一个与实验结果非常吻合的内插经验公式，后被称为普朗克公式：E(ννd )=1/312-e c T c νν （3）当ν很小时，普朗克公式化为瑞利-金斯，很ν大时此式将化为维恩公式。

虽然在结果上普朗克公式得到了很好的符合，却没有与之对应的理论上的支持。

他曾回忆，就算是这个辐射公式在计算推理上证明是完全正确的，但如果只是偶然碰巧得来的内插公式，那么它的价值也是有所限制的。

因此，要使使这个公式具有更大的价值，一个真正的物理解释是不可或缺的。

这时波尔兹曼的理论帮助了普朗克。

普朗克指出，根据吉尔霍夫定律，黑体得空腔中的辐射场与此场处于何种物质毫无关系。

对此，他做出以下假定：辐射场中含有大量的线性谐振子，这些谐振子吸收和辐射电磁波的同时与辐射场进行能量交换，达到稳定平衡。

然后运用波尔兹曼关系算出满足吉尔霍夫定律的辐射场的能量密度。

它只与温度与波长有关。

在两个月的努力下，普朗克终于提出著名的“能量量子化”假说：大量的各种频率的线性谐振子包含于辐射场中，一个频率为v 谐振子的能量不是连续的，只能取某些允许的可能，即E(ν)=nh ν，这里n 取1、2、3……的正整数，h 是最初由普朗克测出称为普朗克常量。

为使之与结果尽可能相符，计算得h=6.55*JS,与精确的测量值h=6.625*3410-JS 已很接近，h ν称为能量子，是能量的最小单位。

在此假设下，大量谐振子体系与辐射场交换能量只能是量子化得。

普朗克本人是对经典物理极其推崇，虽然他揭示了黑体辐射与频率的关系，是一项划时代意义的工作，但无论是他本人还是同时代的科学家，但是对这一理论并没有透彻的了解，普朗克仍千方百计的试图将作用量子拉入经典行列的行列中，将能量的不连续性纳入能量连续性的旧理论体系中。

而他后期所的这些努力均失败了。

就他所追求的目标而言，在这方面的努力是失败的，但这些工作对于明确量子假说的非经典性却起了很大的积极作用。

他晚年曾坦言，他低估了作用量子的价值，其意义在后来证明是非常极显著的。

普朗克是个纯粹的基督徒，但是他对不同的宗教信仰却也包容理解。