欢迎来到一句话经典语录网
我要投稿 投诉建议
当前位置:一句话经典语录 > 心得体会 > 量子物理简史心得体会

量子物理简史心得体会

时间:2019-10-23 22:23

有没有人对量子力学有感想

量子力学(Quantum Mechanics)是研究微观粒子的运动规律的物理学分支学科,它主要研究原子、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,它与相对论一起构成了现代物理学的理论基础。

量子力学不仅是近代物理学的基础理论之一,而且在化学等有关学科和许多近代技术中也得到了广泛的应用。

有人引用量子力学中的随机性支持自由意志说,但是第一,这种微观尺度上的随机性和通常意义下的宏观的自由意志之间仍然有着难以逾越的距离;第二,这种随机性是否不可约简(irreducible)还难以证明,因为人们在微观尺度上的观察能力仍然有限。

自然界是否真有随机性还是一个悬而未决的问题。

对这个鸿沟起决定作用的就是普朗克常数。

统计学中的许多随机事件的例子,严格说来实为决定性的。

[编辑本段]量子力学的发展简史 量子力学是在旧量子论的基础上发展起来的。

旧量子论包括普朗克的量子假说、爱因斯坦的光量子理论和玻尔的原子理论。

1900年,普朗克提出辐射量子假说,假定电磁场和物质交换能量是以间断的形式(能量子)实现的,能量子的大小同辐射频率成正比,比例常数称为普朗克常数,从而得出黑体辐射能量分布公式,成功地解释了黑体辐射现象。

1905年,爱因斯坦引进光量子(光子)的概念,并给出了光子的能量、动量与辐射的频率和波长的关系,成功地解释了光电效应。

其后,他又提出固体的振动能量也是量子化的,从而解释了低温下固体比热问题。

1913年,玻尔在卢瑟福有核原子模型的基础上建立起原子的量子理论。

按照这个理论,原子中的电子只能在分立的轨道上运动,在轨道上运动时候电子既不吸收能量,也不放出能量。

原子具有确定的能量,它所处的这种状态叫“定态”,而且原子只有从一个定态到另一个定态,才能吸收或辐射能量。

这个理论虽然有许多成功之处,但对于进一步解释实验现象还有许多困难。

在人们认识到光具有波动和微粒的二象性之后,为了解释一些经典理论无法解释的现象,法国物理学家德布罗意于1923年提出了物质波这一概念。

认为一切微观粒子均伴随着一个波,这就是所谓的德布罗意波。

德布罗意的物质波方程:E=ħω,p=h\\\/λ,其中ħ=h\\\/2π,可以由E=p²\\\/2m得到λ=√(h²\\\/2mE)。

由于微观粒子具有波粒二象性,微观粒子所遵循的运动规律就不同于宏观物体的运动规律,描述微观粒子运动规律的量子力学也就不同于描述宏观物体运动规律的经典力学。

当粒子的大小由微观过渡到宏观时,它所遵循的规律也由量子力学过渡到经典力学。

量子力学与经典力学的差别首先表现在对粒子的状态和力学量的描述及其变化规律上。

在量子力学中,粒子的状态用波函数描述,它是坐标和时间的复函数。

为了描写微观粒子状态随时间变化的规律,就需要找出波函数所满足的运动方程。

这个方程是薛定谔在1926年首先找到的,被称为薛定谔方程。

当微观粒子处于某一状态时,它的力学量(如坐标、动量、角动量、能量等)一般不具有确定的数值,而具有一系列可能值,每个可能值以一定的几率出现。

当粒子所处的状态确定时,力学量具有某一可能值的几率也就完全确定。

这就是1927年,海森伯得出的测不准关系,同时玻尔提出了并协原理,对量子力学给出了进一步的阐释。

量子力学和狭义相对论的结合产生了相对论量子力学。

经狄拉克、海森伯(又称海森堡,下同)和泡利(pauli)等人的工作发展了量子电动力学。

20世纪30年代以后形成了描述各种粒子场的量子化理论——量子场论,它构成了描述基本粒子现象的理论基础。

量子力学是在旧量子论建立之后发展建立起来的。

旧量子论对经典物理理论加以某种人为的修正或附加条件以便解释微观领域中的一些现象。

由于旧量子论不能令人满意,人们在寻找微观领域的规律时,从两条不同的道路建立了量子力学。

1925年,海森堡基于物理理论只处理可观察量的认识,抛弃了不可观察的轨道概念,并从可观察的辐射频率及其强度出发,和玻恩、约尔丹一起建立起矩阵力学;1926年,薛定谔基于量子性是微观体系波动性的反映这一认识,找到了微观体系的运动方程,从而建立起波动力学,其后不久还证明了波动力学和矩阵力学的数学等价性;狄拉克和约尔丹各自独立地发展了一种普遍的变换理论,给出量子力学简洁、完善的数学表达形式。

海森堡还提出了测不准原理,原理的公式表达如下:ΔxΔp≥ħ\\\/2。

[编辑本段]量子力学的基本内容 量子力学的基本原理包括量子态的概念,运动方程、理论概念和观测物理量之间的对应规则和物理原理。

在量子力学中,一个物理体系的状态由态函数表示,态函数的任意线性叠加仍然代表体系的一种可能状态。

状态随时间的变化遵循一个线性微分方程,该方程预言体系的行为,物理量由满足一定条件的、代表某种运算的算符表示;测量处于某一状态的物理体系的某一物理量的操作,对应于代表该量的算符对其态函数的作用;测量的可能取值由该算符的本征方程决定,测量的期待值由一个包含该算符的积分方程计算。

态函数的平方代表作为其变数的物理量出现的几率。

根据这些基本原理并附以其他必要的假设,量子力学可以解释原子和亚原子的各种现象。

根据狄拉克符号表示,态函数,用<Ψ|和|Ψ>表示,态函数的概率密度用ρ=<Ψ|Ψ>表示,其概率流密度用(ħ\\\/2mi)(Ψ*▽Ψ-Ψ▽Ψ*)表示,其概率为概率密度的空间积分。

态函数可以表示为展开在正交空间集里的态矢比如|Ψ(x)>=∑|ρ_i>,其中|ρ_i>为彼此正交的空间基矢,=δm,n为狄拉克函数,满足正交归一性质。

态函数满足薛定谔波动方程,iħ(d\\\/dt)|m>=H|m>,分离变数后就能得到不含时状态下的演化方程H|m>=En|m>,En是能量本征值,H是哈密顿能量算子。

于是经典物理量的量子化问题就归结为薛定谔波动方程的求解问题。

关于量子力学的解释涉及许多哲学问题,其核心是因果性和物理实在问题。

按动力学意义上的因果律说,量子力学的运动方程也是因果律方程,当体系的某一时刻的状态被知道时,可以根据运动方程预言它的未来和过去任意时刻的状态。

但量子力学的预言和经典物理学运动方程(质点运动方程和波动方程)的预言在性质上是不同的。

在经典物理学理论中,对一个体系的测量不会改变它的状态,它只有一种变化,并按运动方程演进。

因此,运动方程对决定体系状态的力学量可以作出确定的预言。

但在量子力学中,体系的状态有两种变化,一种是体系的状态按运动方程演进,这是可逆的变化;另一种是测量改变体系状态的不可逆变化。

因此,量子力学对决定状态的物理量不能给出确定的预言,只能给出物理量取值的几率。

在这个意义上,经典物理学因果律在微观领域失效了。

据此,一些物理学家和哲学家断言量子力学摈弃因果性,而另一些物理学家和哲学家则认为量子力学因果律反映的是一种新型的因果性——几率因果性。

量子力学中代表量子态的波函数是在整个空间定义的,态的任何变化是同时在整个空间实现的。

20世纪70年代以来,关于远隔粒子关联的实验表明,类空分离的事件存在着量子力学预言的关联。

这种关联是同狭义相对论关于客体之间只能以不大于光速的速度传递物理相互作用的观点相矛盾的。

于是,有些物理学家和哲学家为了解释这种关联的存在,提出在量子世界存在一种全局因果性或整体因果性,这种不同于建立在狭义相对论基础上的局域因果性,可以从整体上同时决定相关体系的行为。

量子力学用量子态的概念表征微观体系状态,深化了人们对物理实在的理解。

微观体系的性质总是在它们与其他体系,特别是观察仪器的相互作用中表现出来。

人们对观察结果用经典物理学语言描述时,发现微观体系在不同的条件下,或主要表现为波动图象,或主要表现为粒子行为。

而量子态的概念所表达的,则是微观体系与仪器相互作用而产生的表现为波或粒子的可能性。

量子力学表明,微观物理实在既不是波也不是粒子,真正的实在是量子态。

真实状态分解为隐态和显态,是由于测量所造成的,在这里只有显态才符合经典物理学实在的含义。

微观体系的实在性还表现在它的不可分离性上。

量子力学把研究对象及其所处的环境看作一个整体,它不允许把世界看成由彼此分离的、独立的部分组成的。

关于远隔粒子关联实验的结论,也定量地支持了量子态不可分离 . 不确定性指经济行为者在事先不能准确地知道自己的某种决策的结果。

或者说,只要经济行为者的一种决策的可能结果不止一种,就会产生不确定性。

不确定性也指量子力学中量子运动的不确定性。

由于观测对某些量的干扰,使得与它关联的量(共轭量)不准确。

这是不确定性的起源。

不确定性,经济学中关于风险管理的概念,指经济主体对于未来的经济状况(尤其是收益和损失)的分布范围和状态不能确知。

在量子力学中,不确定性指测量物理量的不确定性,由于在一定条件下,一些力学量只能处在它的本征态上,所表现出来的值是分立的,因此在不同的时间测量,就有可能得到不同的值,就会出现不确定值,也就是说,当你测量它时,可能得到这个值,可能得到那个值,得到的值是不确定的。

只有在这个力学量的本征态上测量它,才能得到确切的值。

在经典物理学中,可以用质点的位置和动量精确地描述它的运动。

同时知道了加速度,甚至可以预言质点接下来任意时刻的位置和动量,从而描绘出轨迹。

但在微观物理学中,不确定性告诉我们,如果要更准确地测量质点的位置,那么测得的动量就更不准确。

也就是说,不可能同时准确地测得一个粒子的位置和动量,因而也就不能用轨迹来描述粒子的运动。

这就是不确定性原理的具体解释。

波尔波尔,量子力学的杰出贡献者,波尔指出:电子轨道量子化概念。

波尔认为,原子核具有一定的能级,当原子吸收能量,原子就跃迁更高能级或激发态,当原子放出能量,原子就跃迁至更低能级或基态,原子能级是否发生跃迁,关键在两能级之间的差值。

根据这种理论,可从理论计算出里德伯常理,与实验符合的相当好。

可波尔理论也具有局限性,对于较大原子,计算结果误差就很大,波尔还是保留了宏观世界中,轨道的概念,其实电子在空间出现的坐标具有不确定性,电子聚集的多,就说明电子在这里出现的概率较大,反之,概率较小。

很多电子聚集在一起,可以形象的称为电子云。

[编辑本段]量子力学诠释:粒子的振动 、霍金膜上的四维量子论 类似10维或11维的“弦论”=振动的弦、震荡中的象弦一样的微小物体。

霍金膜上四维世界的量子理论的近代诠释(邓宇等,80年代): 振动的量子(波动的量子=量子鬼波)=平动微粒子的振动;振动的微粒子;震荡中的象量子(粒子)一样的微小物体。

波动量子=量子的波动=微粒子的平动+振动 =平动+振动 =矢量和 量子鬼波的DENG'S诠释:微粒子(量子)平动与振动的矢量和 粒子波、量子波=粒子的震荡(平动粒子的震动)

历史上推动经典物理学发展到量子物理学的几个重要现象

十九世纪末叶物理学上一系列重大发现,使经典物理学理论体系本身遇到了不可克服的危机,从而引起了现代物理学革命。

由于生产技术的发展,精密、大型仪器的创制以及物理学思想的变革,这一时期的物理学理论呈现出高速发展的状况。

研究对象由低速到高速,由宏观到微观,深入到广垠的宇宙深处和物质结构的内部,对宏观世界的结构、运动规律和微观物质的运动规律的认识,产生了重大的变革。

相对论的量子力学的建立,克服了经典物理学的危机,完成了从经典物理学到现代物理学的转变,使物理学的理论基础发生了质的飞跃,改变了人们的物理世界图景。

1927年以后,量子场论、原子核物理学、粒子物理学、天体物理学和现代宇宙学,得到了迅速的发展。

物理学向其它学科领域的推进,产生了一系列物理学的新部门和边缘学科,并为现代科学技术提供了新思路和新方法。

现代物理学的发展,引起了人们对物质、运动、空间、时间、因果律乃至生命现象的认识的重大变化,对物理学理论的性质的认识也发生了重大变化。

现在越来越多的事实表明,物理学在揭开微观和宏观深处的奥秘方面,正酝酿着新的重大突破。

现代物理学的理论成果应用于实践,出现了象原子能、半导体、计算机、激光、宇航等许多新技术科学。

这些新兴技术正有力地推动着新的科学技术革命,促进生产的发展。

而随着生产和新技术的发展,又反过来有力地促进物理学的发展。

这就是物理学的发展与生产发展的辨证关系。

牛顿 1.简介:牛顿(Isaac Newton,1643~1727)伟大的物理学家、天文学家和数学家,经典力学体系的奠基人。

2.贡献:在力学上提出三大运动定律和万有引力定律;在光学上作出了白光是由七色光组成的判决实验,发现并解释“牛顿环”的干涉现象,创制了反射望远镜并提出光的微粒说;在数学上发现了微积分运算方法和无限级数理论,等等。

他的最重要的科学著作是:1687年初版的《自然哲学的数学原理》(简称《原理》),1704年初版的《光学》。

尤其是《原理》一书,几百年来颇受推崇。

爱因斯坦 1.简介:爱因斯坦(Albert Einstein,1879年3月14日-1955年4月18日),举世闻名的德裔美国科学家,现代物理学的开创者和奠基人。

2.贡献:十九世纪末期是物理学的变革时期,爱因斯坦从实验事实出发,从新考查了物理学的基本概念,在理论上作出了根本性的突破。

他的一些成就大大推动了天文学的发展。

他的量子理论对天体物理学、特别是理论天体物理学都有很大的影响。

理论天体物理学的第一个成熟的方面——恒星大气理论,就是在量子理论和辐射理论的基础上建立起来的。

爱因斯坦的狭义相对论成功地揭示了能量与质量之间的关系,解决了长期存在的恒星能源来源的难题。

近年来发现越来越多的高能物理现象,狭义相对论已成为解释这种现象的一种最基本的理论工具。

其广义相对论也解决了一个天文学上多年的不解之谜,并推断出后来被验证了的光线弯曲现象,还成为后来许多天文概念的理论基础。

爱因斯坦对天文学最大的贡献莫过于他的宇宙学理论。

他创立了相对论宇宙学,建立了静态有限无边的自洽的动力学宇宙模型,并引进了宇宙学原理。

对量子物理学感兴趣看什么书比较好

时间简史啊,我觉得挺好看的,就是不太懂- -其实这一类的书我都很喜欢,觉得很奇妙很有趣呢以下是我的推荐:1.时间简史 《时间简史》是由英国伟大的物理学家、黑洞理论和“大爆炸”理论的创立人史蒂芬·霍金撰写的一本有关宇宙学的经典著作,是一部将高深的理论物理通俗化的科普范本。

在这部书中,霍金带领读者遨游外层空间奇异领域,对遥远星系、黑洞、夸克、“带味”粒子和“自旋”粒子、反物质、“时间箭头”等进行了深入浅出的介绍,并对宇宙是什么样的、空间和时间以及相对论等古老问题做了阐述,使读者初步了解狭义相对论以及时间、宇宙的起源等宇宙学的奥妙。

2.果壳中的宇宙 《果壳中的宇宙》是一本图文并茂的科普著作,主题是宇宙学,涉及广义相对论、量子论、黑洞、暴胀、时间旅行、弦论、超引力等诸多前沿概念。

3.时空本性 本书是“《第一推动丛书》第二辑”的一种。

爱因斯坦曾说关于宇宙的最不可理解的事是它是可以理解的。

他是正确的吗

量子场论和广义相对论这两种最精确最成功的理论可以被统一在量子引力中吗

史蒂芬.霍金和罗杰.彭罗斯就此问题展开了一场辩论。

剑桥三一学院院长,前英国皇家学会会长迈克尔.阿蒂雅认为,这是继爱因斯坦和玻尔辩论之后本世纪最重要的论争。

在某种意义上,今天的辩论可视为六十多年前那场著名的旷日持久的辩论的继续。

在这里彭罗斯担任爱因斯坦的角色,而霍金充任玻尔的角色。

尽管论争的问题不同了,但同过去一样,在这里哲学的观点和论证的技巧相互纠缠,创造的灵感如泉涌喷薄,闪烁着人类智慧的光芒。

4.黑洞与时间弯曲 这本书是我本人看了感觉不错的。

它以故事引入主题,而且比较容易懂,有关于时间和空间的很多论述。

特别推荐“第一推动丛书”系列,有我刚刚推荐的几本书以及《时间简史续编》、《果壳里的60年》、《时空的未来》、《物理天文学前沿》、《宇宙的琴弦》、《时间之箭》、《时间、空间和万物》、《四维旅行》等时空相关书籍,这个系列我很喜欢,推荐去看看哦~

我是初四刚毕业的学生,对物理特别感兴趣(我觉得天体物理,量子力学,理论物理都很有意思),但看时间简史

如果你去参加物理竞赛,要看很多书,可以看奥赛教程一类的书,启东的不错,大学普物也行,

哪个高手看过《时间简史》,能谈谈感想吗

看过,记得虫洞,但是说实话,没看懂。

世界上能看懂时间简史的据说只有14个。

声明 :本网站尊重并保护知识产权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果我们转载的作品侵犯了您的权利,请在一个月内通知我们,我们会及时删除。联系xxxxxxxx.com

Copyright©2020 一句话经典语录 www.yiyyy.com 版权所有

友情链接

心理测试 图片大全 壁纸图片