量子物理学的思维方式
姓名：武远征 学号：120404017 班级：电子121
【摘要】 量子概念是1900年普朗克首先提出的，到今天已经一百一十多年了。期间，经过玻尔、德布罗意、玻恩、海森柏、薛定谔、狄拉克、爱因斯坦等许多物理大师的创新努力，到20世纪30年代，初步建立了一套完整的量子力学理论。从近代自然科学向现代自然科学跨越的过程中，对人类产生主导性影响的思维式，也正处在由经典思维方式向量子思维方式转变的过程中。量子思维方式正方兴未艾地渗透到各个学科领域的研究当中，并有可能使对各个学科领域的研究乃至个社会产生全新的影响和深刻的启示。
【关键词】 量子思维模式 传统思维模式 信息 量子物理学
一 、经典思维方式的形成
16世纪，哥白尼提出了“太阳中心说”，开始向盛行一时的“地心说”发起挑战，他的观点被开普勒、伽利略以及后来17世纪牛顿等人加以发展和完善。1687年《自然哲学之数学原理》第一次以数学化的、量化的形式把自然规律表现出来，这就是牛顿运动定律。由于经典物理学获得的巨大成功，它逐渐泛化为一种统治西方思想的哲学世界观。我们可以称之为牛顿——笛卡尔世界观。认为部件(部分)之间相互分立，只有机械联系，运动不存在任何不确定性，运动与意识无关。科学家们甚至认为，绝大多数自然界的基本规律都已经被发现，并且几乎所有的自然现象都遵循这些规律。经典物理学似乎已经发展到了相当完善的阶段。
二 、量子思维方式的产生
然而，随着人类探索的深入，经典物理学的不完备日益暴露出来。量子理论作为在经典物理学城堡中发生的“科学爆破”，石破天惊般地带来了一场科学革命，进而引发人们关于世界图景的崭新理解。丹麦的玻尔，德国的海森伯，英国的狄拉克，奥地利的薛定锷，法国的德布罗意等一批科学巨匠，通过对“波粒二象性”，“测不准原理”、“几率波”，“电子自旋”、“非局部作用”，以及关于“能量场”、“全息场”等方面的研究，使与牛顿经典物理学相对立的量子物理学，从个别人的奇思怪想变成了深刻影响人们的思想并且广为人们接受的科学体系。
清华大学大学物理习题库：量子物理
一、选择题
1．4185：已知一单色光照射在钠表面上，测得光电子的最大动能是1.2 eV，而钠的红限波长是5400 ?，那么入射光的波长是
(A) 5350 ? (B) 5000 ? (C) 4350 ? (D) 3550 ?
［ ］
2．4244：在均匀磁场B内放置一极薄的金属片，其红限波长为。今用单色光照射，发现有电子放出，有些放出的电子(质量为m，电荷的绝对值为e)在垂直于磁场的平面内作半径为R的圆周运动，那末此照射光光子的能量是：
(A) 0hc (B) 0hcmeRB2)(2 (C) 0hcmeRB (D) 0hceRB2 ［ ］
3．4383：用频率为的单色光照射某种金属时，逸出光电子的最大动能为EK；若改用频率为2的单色光照射此种金属时，则逸出光电子的最大动能为：
(A) 2 EK (B) 2h- EK (C) h- EK (D) h+ EK
［ ］
4．4737： 在康普顿效应实验中，若散射光波长是入射光波长的1.2倍，则散射光光子能量与反冲电子动能EK之比/ EK为
(A) 2 (B) 3 (C) 4 (D) 5
［ ］
5．4190：要使处于基态的氢原子受激发后能发射赖曼系(由激发态跃迁到基态发射的各谱线组成的谱线系)的最长波长的谱线，至少应向基态氢原子提供的能量是
(A) 1.5 eV (B) 3.4 eV (C) 10.2 eV (D) 13.6 eV
［ ］
6．4197：由氢原子理论知，当大量氢原子处于n =3的激发态时，原子跃迁将发出：
1
15. 量子物理
班级 学号 姓名 成绩
一、选择题
1.黑体辐射、光电效应及康普顿效应皆突出表明了光的
(A)波动性； (B)粒子性； (C)单色性； (D)偏振性。 （ B ）
解：黑体辐射、光电效应及康普顿效应皆突出表明了光的粒子性。
2.已知某金属中电子逸出功为eV0，当用一种单色光照射该金属表面时，可产生光电效应。则该光的波长应满足：
(A))/(0eVhcλ； (B) )/(0eVhcλ； (C))/(0hceVλ； (D) )/(0hceVλ。（ A ）
解：某金属中电子逸出功 0000000eVcchWheVheV
产生光电效应的条件是 000cheV
3.康普顿效应说明在光和微观粒子的相互作用过程中，以下定律严格适用
(A)动量守恒、动能守恒； (B)牛顿定律、动能定律；
(C)动能守恒、机械能守恒； (D)动量守恒、能量守恒。 （ D ）
解：康普顿效应说明在光和微观粒子的相互作用过程中，动量守恒、能量守恒严格适用。
4.某可见光波长为550.0nm，若电子的德布罗依波长为该值时，其非相对论动能为：
(A)5.00×10-6eV; (B)7.98×10-25eV; (C)1.28×10-4eV; (D)6.63×10-5eV。 （ A ）
解：根据hphp，cv时，
234102631192(/)(6.6310/550010)5.0010eV2229.1101.610kphEmm
量子物理
量子物理，也成为量子力学（Quantum Physics），是研究物质世界微观粒子运动规律的物理学分支，它与相对论一起构成现代物理学的理论基础。量子物理主要研究原子、分子、凝聚态物质，以及原子核和基本粒子的结构、性质的基础理论。量子力学不仅是现代物理学的基础理论之一，而且在化学等学科和许多近代技术中得到广泛应用。
量子物理的特点包括波函数、波的干涉、对称性和全同性。20世纪，量子力学给我们提供了一个物质和场的理论，它改变了我们的世界；展望21世纪，量子力学将继续为所有的科学提供基本的观念和重要的工具。
没有量子力学作为工具，就不可能有化学、生物、医学以及其他每一个关键学科的引人入胜的进展。没有量子力学就没有全球经济可言，因为作为量子力学的产物的电子学革命将我们带入了计算机时代。同时，光子学的革命也将我们带入信息时代。量子物理的杰作改变了我们的世界，科学革命为这个世界带来了的福音，也带来了潜在的威胁。
通过量子学理论诞生前后物理学领域的对比，我们可以体会到量子物理对物理学产生了革命性影响。1890年到1900年间的物理期刊论文基本上是关于原子光谱和物质其他一些基本的可以测量的属性的文章，如粘性、弹性、电导率、热导率、膨胀系数、折射系数以及热弹性系数等。由于维多利亚型的工作机制和精巧的实验方法的发展的刺激，知识以巨大的速度累积。然而，在同时代人看来最显著的事情是对于物质属性的简明描述基本上是经验性的。成千上万页的光谱数据罗列了大量元素波长的精确值，但是谁都不知光谱线为何会出现，更不知道它们所传递的信息。
