大师作文网应怎样去了解量子物理学?
来源：学生作业帮 编辑：大师作文网作业帮 分类：物理作业 时间：2024/11/18 20:59:50
应怎样去了解量子物理学?
对它有点兴趣,但怎么都搞不懂,它到底是个什么东东?
对它有点兴趣,但怎么都搞不懂,它到底是个什么东东?
比如光的波粒二象性、不确定性原理这两个我们比较熟悉的东东都属于量子物理学.它主要研究微观世界,与现实生活截然不同.很难用常规的方法去理解.
我刚上高三,之前课余看过一些基础性的介绍书籍,比如《费曼讲物理相对论》里面就有提到.相对论和量子物理几乎是介绍近代物理学无法回避的两个领域,随便找本书就能有介绍,不过大多是一笔带过.
推荐一下：《上帝掷骰子吗：量子物理史话》,这本书很好!“是一本罕见的、精彩的、由非科学家谈论科学的作品.”
看看这个网址 http://www.hudong.com/wiki/%E3%80%8A%E4%B8%8A%E5%B8%9D%E6%8E%B7%E9%AA%B0%E5%AD%90%E5%90%97%EF%BC%9A%E9%87%8F%E5%AD%90%E7%89%A9%E7%90%86%E5%8F%B2%E8%AF%9D%E3%80%8B
附：我的邮箱是baifa-max@qq.com 希望可以一起探讨.
再给点资料
量子力学的诞生
19世纪末20世纪初,经典物理已经发展到了相当完善的地步,但在实验方面又遇到了一些严重的困难,这些困难被看作是“晴朗天空的几朵乌云”,正是这几朵乌云引发了物理界的变革.下面简述几个困难：
⑴黑体辐射问题
完全黑体（空窖）在与热辐射达到平衡时,辐射能量密度随频率的变化有一个曲线.W.Wien从热力学普遍理论考虑以及分析实验数据得出一个半经典的公式,公式与实验曲线大部分符合得不错,但在长波波段,公式与实验有明显的偏离.这促使Planck去改进Wien的公式得到了一个两参数的Planck公式,公式与实验数据符合得相当好.
⑵光电效应
由于紫外线照射,大量电子从金属表面逸出.经研究发现,光电效应呈现以下几个特点：
a. 有一个确定的临界频率,只有入射光的频率大于临界频率,才会有光电子逸出.
b. 每个光电子的能量只与照射光的频率有关.
c. 入射光频率大于临界频率时,只要光一照上,几乎立刻观测到光电子.
以上3个特点,c是定量上的问题,而a、b在原则上无法用经典物理来解释.
⑶原子的线状光谱及其规律
光谱分析积累了相当丰富的资料,不少科学家对它们进行了整理与分析,发现原子光谱是呈分立的线状光谱而不是连续分布.谱线的波长也有一个很简单的规律.
⑷原子的稳定性
Rutherford模型发现后,按照经典电动力学,加速运动的带电粒子将不断辐射而丧失能量.故,围绕原子核运动的电子终会因大量丧失能量而’掉到’原子核中去.这样原子也就崩溃了.但现实世界表明,原子是稳定的存在着.
⑸固体与分子得比热问题
在温度很低的时候能量均分定理不适用.
Planck-Einstein的光量子理论
量子理论是首先在黑体辐射问题上突破的.Planck为了从理论上推导他的公式,提出了量子的概念-h,不过在当时没有引起很多人的注意.Einstein利用量子假设提出了光量子的概念,从而解决了光电效应的问题.Einstein还进一步把能量不连续的概念用到了固体中原子的振动上去,成功的解决了固体比热在T→0K时趋于0的现象.光量子概念在Compton散射实验中得到了直接的验证.
Bohr的量子论
Bohr把Planck-Einstein的概念创造性的用来解决原子结构和原子光谱的问题,提出了他的原子的量子论.主要包括两个方面：
a. 原子能且只能稳定的存在分立的能量相对应的一系列的状态中.这些状态成为定态.
b. 原子在两个定态之间跃迁时,吸收或发射的频率v是唯一的,由hv=En-Em 给出. Bohr的理论取得了很大的成功,首次打开了人们认识原子结构的大门,它存在的问题和局限性也逐渐为人们发现.
De Broglie的物质波
在Planck与Einstein的光量子理论及Bohr的原子量子论的启发下,考虑到光具有波粒二象性,de Broglie根据类比的原则,设想实物理子也具有波粒二象性.他提出这个假设,一方面企图把实物粒子与光统一起来,另一方面是为了更自然的去理解能量的不连续性,以克服Bohr量子化条件带有人为性质的缺点.实物粒子波动性的直接证明,是在1927年的电子衍射实验中实现的.
量子力学的建立
量子力学本身是在1923-1927年一段时间中建立起来的.两个等价的理论---矩阵力学和波动力学几乎同时提出.矩阵力学的提出与Bohr的早期量子论有很密切的关系.Heisenberg一方面继承了早期量子论中合理的内核,如能量量子化、定态、跃迁等概念,同时又摒弃了一些没有实验根据的概念,如电子轨道的概念.Heisenberg、Bohn和Jordan的矩阵力学,从物理上可观测量,赋予每一个物理量一个矩阵,它们的代数运算规则与经典物理量不同,遵守乘法不可易的代数.波动力学来源于物质波的思想.Schr dinger在物质波的启发下,找到一个量子体系物质波的运动方程-Schr dinger方程,它是波动力学的核心.后来Schr dinger还证明,矩阵力学与波动力学完全等价,是同一种力学规律的两种不同形式的表述.事实上,量子理论还可以更为普遍的表述出来,这是Dirac和Jordan的工作.
量子物理学的建立是许多物理学家共同努力的结晶,它标志着物理学研究工作第一次集体的胜利.
我刚上高三,之前课余看过一些基础性的介绍书籍,比如《费曼讲物理相对论》里面就有提到.相对论和量子物理几乎是介绍近代物理学无法回避的两个领域,随便找本书就能有介绍,不过大多是一笔带过.
推荐一下：《上帝掷骰子吗：量子物理史话》,这本书很好!“是一本罕见的、精彩的、由非科学家谈论科学的作品.”
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再给点资料
量子力学的诞生
19世纪末20世纪初,经典物理已经发展到了相当完善的地步,但在实验方面又遇到了一些严重的困难,这些困难被看作是“晴朗天空的几朵乌云”,正是这几朵乌云引发了物理界的变革.下面简述几个困难：
⑴黑体辐射问题
完全黑体（空窖）在与热辐射达到平衡时,辐射能量密度随频率的变化有一个曲线.W.Wien从热力学普遍理论考虑以及分析实验数据得出一个半经典的公式,公式与实验曲线大部分符合得不错,但在长波波段,公式与实验有明显的偏离.这促使Planck去改进Wien的公式得到了一个两参数的Planck公式,公式与实验数据符合得相当好.
⑵光电效应
由于紫外线照射,大量电子从金属表面逸出.经研究发现,光电效应呈现以下几个特点：
a. 有一个确定的临界频率,只有入射光的频率大于临界频率,才会有光电子逸出.
b. 每个光电子的能量只与照射光的频率有关.
c. 入射光频率大于临界频率时,只要光一照上,几乎立刻观测到光电子.
以上3个特点,c是定量上的问题,而a、b在原则上无法用经典物理来解释.
⑶原子的线状光谱及其规律
光谱分析积累了相当丰富的资料,不少科学家对它们进行了整理与分析,发现原子光谱是呈分立的线状光谱而不是连续分布.谱线的波长也有一个很简单的规律.
⑷原子的稳定性
Rutherford模型发现后,按照经典电动力学,加速运动的带电粒子将不断辐射而丧失能量.故,围绕原子核运动的电子终会因大量丧失能量而’掉到’原子核中去.这样原子也就崩溃了.但现实世界表明,原子是稳定的存在着.
⑸固体与分子得比热问题
在温度很低的时候能量均分定理不适用.
Planck-Einstein的光量子理论
量子理论是首先在黑体辐射问题上突破的.Planck为了从理论上推导他的公式,提出了量子的概念-h,不过在当时没有引起很多人的注意.Einstein利用量子假设提出了光量子的概念,从而解决了光电效应的问题.Einstein还进一步把能量不连续的概念用到了固体中原子的振动上去,成功的解决了固体比热在T→0K时趋于0的现象.光量子概念在Compton散射实验中得到了直接的验证.
Bohr的量子论
Bohr把Planck-Einstein的概念创造性的用来解决原子结构和原子光谱的问题,提出了他的原子的量子论.主要包括两个方面：
a. 原子能且只能稳定的存在分立的能量相对应的一系列的状态中.这些状态成为定态.
b. 原子在两个定态之间跃迁时,吸收或发射的频率v是唯一的,由hv=En-Em 给出. Bohr的理论取得了很大的成功,首次打开了人们认识原子结构的大门,它存在的问题和局限性也逐渐为人们发现.
De Broglie的物质波
在Planck与Einstein的光量子理论及Bohr的原子量子论的启发下,考虑到光具有波粒二象性,de Broglie根据类比的原则,设想实物理子也具有波粒二象性.他提出这个假设,一方面企图把实物粒子与光统一起来,另一方面是为了更自然的去理解能量的不连续性,以克服Bohr量子化条件带有人为性质的缺点.实物粒子波动性的直接证明,是在1927年的电子衍射实验中实现的.
量子力学的建立
量子力学本身是在1923-1927年一段时间中建立起来的.两个等价的理论---矩阵力学和波动力学几乎同时提出.矩阵力学的提出与Bohr的早期量子论有很密切的关系.Heisenberg一方面继承了早期量子论中合理的内核,如能量量子化、定态、跃迁等概念,同时又摒弃了一些没有实验根据的概念,如电子轨道的概念.Heisenberg、Bohn和Jordan的矩阵力学,从物理上可观测量,赋予每一个物理量一个矩阵,它们的代数运算规则与经典物理量不同,遵守乘法不可易的代数.波动力学来源于物质波的思想.Schr dinger在物质波的启发下,找到一个量子体系物质波的运动方程-Schr dinger方程,它是波动力学的核心.后来Schr dinger还证明,矩阵力学与波动力学完全等价,是同一种力学规律的两种不同形式的表述.事实上,量子理论还可以更为普遍的表述出来,这是Dirac和Jordan的工作.
量子物理学的建立是许多物理学家共同努力的结晶,它标志着物理学研究工作第一次集体的胜利.