① 如何學量子物理學
定義:
量子物理學是在20世紀初,物理學家們在研究微觀世界(原子、分子、原子核…)的結構和運動規律的過程中,逐步建立起來的。 量子概念是1900年普朗克首先提出的,到今天已經整整一百年了。期間,經過玻爾、德布羅意、玻恩、海森柏、薛定諤、狄拉克、愛因斯坦等許多物理大師的創新努力,到20世紀30年代,初步建立了一套完整的量子力學理論。 20世紀物理學的發展表明,量子物理是人們認識和理解微觀世界的基礎。量子物理和相對論的成就使得物理學從經典物理學發展到現代物理學,奠定了現代自然科學的主要基礎。 當然,隨著物理學和其它自然科學的進一步發展,人們認識的逐步深化,量子物理學也會進一步地豐富和發展。至今為止、量子力學的某些基本觀念和哲學意義,科學家們仍然繼續爭論不休,這是一門科學在走向成熟過程中的一個必經的階段
至於如何學好嗎:
你可以重點抓定義,公式,最後做幾道題目,就可以拉
試試看吧
② 如何用簡單易懂的語言來介紹量子物理
糾纏是量子信息科學的核心,這是一個正在發展的領域,主要是研究在我們的宏觀世界怎樣應用奇怪的量子世界的定律。譬如說量子密碼,間諜可以互相發送安全信息,或者利用量子計算去破解密碼。甚至有一天,我們可以利用量子技術進行遠距離的傳送。而且我國在量子技術的研究上,已經走到了世界的前列!
或許有那麼一天,你的貓突然不見了,放心,它只是回到了自己的喵星宇宙,那裡既沒有物理學家,也沒有盒子。
③ 關於量子力學的兩個問題
1.量子力學中最重要的一個常數就是h=6.63*10^-34,當我們可以把h近似認為0時候,就可以不用量子力學,不能忽略h的時候,就要用量子力學。怎麼來決定h可不可以忽略,一個方法是計算德布羅意波長=h/p,這里p是動量,要考慮相對論效應,計算出的波長,和你要考慮的東西大小相比較(比如勢井的大小),波長遠遠小於你要考慮東西大小情況下,就可以不用量子力學了。比如按照德布羅意理論,經過幾千伏加速電壓的電子束,其波長數量級為10^-10米,那麼當考慮原子中電子時候,我們就要考慮用量子力學,而我們考慮電子在電路中的傳輸,就不一定要用量子力學,可以用半經典的模型(電子與原子的碰撞,平均自由長度,等等)
2.接上面,半經典模型,電阻起源是 1)電子在電場下加速0-->v,2)電子撞上熱運動中的晶格原子,速度降為0,3)重復過程1);具體公式就不寫了,但是可以知道一點,電阻大的原因是電子頻繁的與晶格相撞,如果絕對零度,晶格沒有熱運動,電子不發生相撞,所以電阻就是0了。當然這個是半經典的模型給出的解釋。
④ 你知道什麼是量子物理學嗎
什麼是量子物理學?簡而言之,是物理學解釋了一切的工作原理:我們對構成物質的粒子的性質以及它們相互作用的力的最好描述。
量子物理學是原子如何工作的基礎,以及化學和生物學為何如此運作。您,我和門柱–至少在某種程度上,我們都在跳舞。如果要解釋電子如何在計算機晶元中移動,光子如何在太陽能電池板上轉換為電流或在激光中放大自身,甚至只是太陽如何持續燃燒,都需要使用量子物理學。
但至於一切意味著什麼,沒人知道。有人認為我們必須接受量子物理學以無法發現與更大的「經典」世界中的經驗相稱的方式來解釋物質世界。其他人則認為必須有一些尚待發現的更好,更直觀的理論。
在這一切中,房間里有幾只大象。首先,自然界的第四種基本力到目前為止,量子理論還無法解釋。重力仍然是愛因斯坦廣義相對論的領域,而廣義相對論是一種甚至不涉及粒子的堅決非量子論。數十年來,人們為將重力置於量子保護傘之下,並在一種「萬物理論」中解釋所有基本物理原理而付出了巨大努力。
同時,宇宙學的測量表明,宇宙中超過95%的物質是由暗物質和暗能量組成的,在標准模型中我們目前尚無關於它們的解釋,以及諸如量子物理學在宇宙的凌亂工作中的作用程度之類的難題。生活仍然無法解釋。世界在某種程度上是量子的-但是量子物理學是否是關於世界的硬道理仍是一個懸而未決的問題。
⑤ 應怎樣去了解量子物理學
比如光的波粒二象性、不確定性原理這兩個我們比較熟悉的東東都屬於量子物理學。它主要研究微觀世界,與現實生活截然不同。很難用常規的方法去理解。
我剛上高三,之前課余看過一些基礎性的介紹書籍,比如《費曼講物理相對論》裡面就有提到。相對論和量子物理幾乎是介紹近代物理學無法迴避的兩個領域,隨便找本書就能有介紹,不過大多是一筆帶過。
推薦一下:《上帝擲骰子嗎:量子物理史話》,這本書很好!「是一本罕見的、精彩的、由非科學家談論科學的作品。」
看看這個網址 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:我的郵箱是[email protected] 希望可以一起探討。。
再給點資料
量子力學的誕生
19世紀末20世紀初,經典物理已經發展到了相當完善的地步,但在實驗方面又遇到了一些嚴重的困難,這些困難被看作是「晴朗天空的幾朵烏雲」,正是這幾朵烏雲引發了物理界的變革。下面簡述幾個困難:
⑴黑體輻射問題
完全黑體(空窖)在與熱輻射達到平衡時,輻射能量密度隨頻率的變化有一個曲線。W.Wien從熱力學普遍理論考慮以及分析實驗數據得出一個半經典的公式,公式與實驗曲線大部分符合得不錯,但在長波波段,公式與實驗有明顯的偏離。這促使Planck去改進Wien的公式得到了一個兩參數的Planck公式,公式與實驗數據符合得相當好。
⑵光電效應
由於紫外線照射,大量電子從金屬表面逸出。經研究發現,光電效應呈現以下幾個特點:
a. 有一個確定的臨界頻率,只有入射光的頻率大於臨界頻率,才會有光電子逸出。
b. 每個光電子的能量只與照射光的頻率有關。
c. 入射光頻率大於臨界頻率時,只要光一照上,幾乎立刻觀測到光電子。
以上3個特點,c是定量上的問題,而a、b在原則上無法用經典物理來解釋。
⑶原子的線狀光譜及其規律
光譜分析積累了相當豐富的資料,不少科學家對它們進行了整理與分析,發現原子光譜是呈分立的線狀光譜而不是連續分布。譜線的波長也有一個很簡單的規律。
⑷原子的穩定性
Rutherford模型發現後,按照經典電動力學,加速運動的帶電粒子將不斷輻射而喪失能量。故,圍繞原子核運動的電子終會因大量喪失能量而』掉到』原子核中去。這樣原子也就崩潰了。但現實世界表明,原子是穩定的存在著。
⑸固體與分子得比熱問題
在溫度很低的時候能量均分定理不適用。
Planck-Einstein的光量子理論
量子理論是首先在黑體輻射問題上突破的。Planck為了從理論上推導他的公式,提出了量子的概念-h,不過在當時沒有引起很多人的注意。Einstein利用量子假設提出了光量子的概念,從而解決了光電效應的問題。Einstein還進一步把能量不連續的概念用到了固體中原子的振動上去,成功的解決了固體比熱在T→0K時趨於0的現象。光量子概念在Compton散射實驗中得到了直接的驗證。
Bohr的量子論
Bohr把Planck-Einstein的概念創造性的用來解決原子結構和原子光譜的問題,提出了他的原子的量子論。主要包括兩個方面:
a. 原子能且只能穩定的存在分立的能量相對應的一系列的狀態中。這些狀態成為定態。
b. 原子在兩個定態之間躍遷時,吸收或發射的頻率v是唯一的,由hv=En-Em 給出。 Bohr的理論取得了很大的成功,首次打開了人們認識原子結構的大門,它存在的問題和局限性也逐漸為人們發現。
De Broglie的物質波
在Planck與Einstein的光量子理論及Bohr的原子量子論的啟發下,考慮到光具有波粒二象性,de Broglie根據類比的原則,設想實物理子也具有波粒二象性。他提出這個假設,一方面企圖把實物粒子與光統一起來,另一方面是為了更自然的去理解能量的不連續性,以克服Bohr量子化條件帶有人為性質的缺點。實物粒子波動性的直接證明,是在1927年的電子衍射實驗中實現的。
量子力學的建立
量子力學本身是在1923-1927年一段時間中建立起來的。兩個等價的理論---矩陣力學和波動力學幾乎同時提出。矩陣力學的提出與Bohr的早期量子論有很密切的關系。Heisenberg一方面繼承了早期量子論中合理的內核,如能量量子化、定態、躍遷等概念,同時又摒棄了一些沒有實驗根據的概念,如電子軌道的概念。Heisenberg、Bohn和Jordan的矩陣力學,從物理上可觀測量,賦予每一個物理量一個矩陣,它們的代數運算規則與經典物理量不同,遵守乘法不可易的代數。波動力學來源於物質波的思想。Schr dinger在物質波的啟發下,找到一個量子體系物質波的運動方程-Schr dinger方程,它是波動力學的核心。後來Schr dinger還證明,矩陣力學與波動力學完全等價,是同一種力學規律的兩種不同形式的表述。事實上,量子理論還可以更為普遍的表述出來,這是Dirac和Jordan的工作。
量子物理學的建立是許多物理學家共同努力的結晶,它標志著物理學研究工作第一次集體的勝利。
⑥ 量子物理如何理解
就是說粒子的速度和位置是不能同時確定的,位置x和動量p的變化值的乘積為一個普朗克常量。比如說對一個粒子的位置知道的越精確,測定的他的速度的誤差就越大。你所觀察到的是波函數的本徵態,即概率最大的那個狀態
⑦ 量子力學中的「量子」究竟是什麼東西怎樣理解
一般來說,量子是可以顯示物質或物理量特徵的最小單位,如果物理量具有最小的不可分割的基本單位,則將物理量量化,最小的單位稱為量子。量子英文名稱量子來自拉丁語匡圖斯,意思是多少,代表相當數量的某些物質,量子的概念在物理學中經常使用,它其實是指的是不可分割的基本個體。
其他物理量如角動量,自旋,電荷等也表現出這種不連續的量化現象,這其實與牛頓力學所代表的經典物理學有著根本的不同,因為量化現象主要表現在微觀的物理世界,描述微觀物理世界的物理理論是量子力學和各種怪物和鬼魂的自我媒介,在最新的量子理論中,經常有一些關於鬼魂,意識,死亡等的理論證明,這些其實都是無稽之談。
關於量子力學中的量子究竟是什麼東西怎樣理解的問題,今天就解釋到這里。
⑧ 到底什麼是量子物理
我一直強調量子力學的基本假設應該首先被接受。
我認為對量子力學的理解,當然,我可以閱讀一些書,了解一些基本實驗(雙縫干涉,糾纏態),也可以直接從基本假設來理解,因為它不是更加困難比牛頓定律的理解。
量子力學是物理世界的研究微觀粒子的運動規律的物理學分支,主要研究原子、分子、凝聚態,以及原子核和基本粒子的結構、性質的基礎理論,它與相對論一起構成了現代物理學的理論基礎。量子力學不僅是現代物理學的基本理論之一,而且在化學和許多現代技術中也得到了廣泛的應用。
但是這個其實是一個術業有專攻的題,作為非專業人士確實難以回到。也不建議去和非專業人士探討,完全是牛頭不對馬嘴的一個結果。
⑨ 如果量子力學理論是對的,是否意味著人生真的是毫無意義
五次科學革命
在許多科幻作品和小說當中,常常會出現這樣一幕:某一位科學家發現了真理,因為覺得人生彷彿失去了意義而選擇自我了斷。而在著名的科幻小說《三體》當中,還出現了科學家因為被外星人限制了基礎科學而絕望最終自殺。
對於許多科學家而言,科學理論有時甚至意味著自身的世界觀。因此,每當有新的理論沖擊著科學家們的世界觀時,一些科學家會選擇回擊,而有些科學家則會非常絕望。在科學史上,至少有5次顛覆科學家世界觀的科學革命。第一次是哥白尼革命,從哥白尼開始到牛頓幾近結束,統治西方學術圈2000多年的地心說宣告破產;
第二次是牛頓通過牛頓力學和萬有引力定律統一了天上和地上的物理學 ,這次革命奠定的科學的研究方法,從此以數學、實驗和邏輯推演的研究方法成為了主流,一直延續至今。除了牛頓之外,還有麥克斯韋和愛因斯坦,他們都不同程度地顛覆了他們所在時代的科學家的三觀。就拿愛因斯坦來說,他在曾經多次公開講他的相對論,結果當時大多的科學家都聽不懂。
以上的4次變革雖然大大顛覆了科學家的三觀,但和量子力學的顛覆相比,還稍顯遜色。量子力學與其說顛覆人的三觀,不如說它讓許多人感到絕望,甚至讓一些人感到人生毫無意義。以至於量子力學的一些奠基人都無法接受這個理論,甚至站到量子力學的對立面去,這其中就包括大名鼎鼎的愛因斯坦、薛定諤等著名物理家。那為什麼量子力學會讓人感到絕望呢?如果量子力學理論是對的,是不是就意味著人生毫無意義?
量子力學如今我們都知道,普朗克在1900年提出「量子假說」被視為量子力學的開端。量子力學實際上是由幾代科學家共同完成的。第一代科學家的代表就有普朗克、愛因斯坦;第二代就有波爾、波恩、索末菲;第三代則有海森堡、薛定諤、狄拉克、泡利等人。
很多人可能會納悶:量子力學到底是研究什麼的?
這個事情其實可以追述到古希臘時代,當時的古希臘哲學蓬勃發展。哲學家們認為要了解這個世界可以從哪個路徑出發:
在第一條路徑上,就有一位哲學家叫做 德謨克利特 ,他基於他師父的理論發展出了著名的原子論。他認為萬物的本源是原子和虛空。這里的「原子」指的是構成萬物的最小組成單位,是哲學概念,和我們如今的「原子」是兩碼事。
這條路徑的研究也為後來的科學家找到了一條 探索 真理的方法,那就是因為萬物最小的構成單位。 量子力學實際上就是在研究微觀世界的科學理論,尺度大概是在10^(-15)m以下。 在這個尺度下,牛頓力學用到這個尺度上的誤差會變得十分巨大,以至於不再能夠和現實擬合。因此,我們就需要新理論,量子力學也就是在這樣的情景下誕生的。
隨著科學家們的研究,他們就發現微觀世界和我們所處的宏觀低速世界是非常不同的。舉個例子,我們都知道原子是由原子核和電子構成的。但是電子在原子核是如何運動呢?
科學家設想過很多種可能性,比如:類似於太陽系中行星的運動方式,繞著原子核轉。可是這樣的假設和觀測結果是不匹配的。
後來,科學家發現,電子在原子核外是呈現概率雲的形式,我們只知道某一時刻電子出現在某個位置上的概率是多少,我們無法同時測得電子的位置和動量。更詭異的是,按照量子力學的理論,電子應該是同時出現在原子核外的多個位置,只有當它被觀測時,才會確定在某個位置。
這和人類對於所處世界的認識是完全不一樣的,這也是量子力學顛覆三觀的地方。這個理論似乎在告訴我們這個世界是不可預測的,是隨機的。這是愛因斯坦、薛定諤等人不能夠接受的,愛因斯坦在和波爾論戰時說道:上帝不會擲骰子。
而薛定諤則是提出著名的「薛定諤的貓」來為難量子力學的支持者。隨著後來科學研究的進一步深入,我們會發現,量子力學承受住了考驗,它應該是正確的。但這是不是意味著我們要為此而感到絕望呢?
我個人認為大可不必,因為量子力學是描述微觀世界的,而我們所處的是宏觀世界。量子力學的「隨機性」在宏觀世界存在的概率極其低,宏觀世界還是具備確定性的。因此,無論量子力學如何發展,對絕大多數人而言影響甚微。
我是清華大學量子物理專業畢業的研究生,對量子物理略知一二,給大家舉一個簡單的例子告訴你們世界是什麼。以倩女幽魂為例,大家所看到的世界是小倩的實體,但小倩的本質是個虛體。也就是說大家認為的世界是假的世界,所有的物質即沒有物質,世界是空無一物的虛擬世界。這樣解釋最符合量子物理的現實意義。再給大夥糾正一句話,即色即是空空即是色,色指的就是物質而不是好色。我相信上帝的存在,也相信佛家的智慧,更相信科學的力量,但永遠反對迷信和無知。
我是麻省理工量子物理系的研究生,我相信量子力學理論,但不這並不意味著人生沒有意義,我們的人生、未來處於波的迭加態,也就是無數可能時空的疊加狀態,比如你過馬路,你下一秒可能會被車撞,也可能沒事,也就是說下一秒的時空存在無數狀態的疊加,當你的意識隨著時間的流動的前進時,你的意識就會參與到這個無數時空疊加的波函數,從而導致波函數的坍縮,然後那無數的疊加時空就會確定為其中一個,簡單來說,就是我們的未來存在無數的可能,一切都不是註定的,這樣的人生怎麼會沒有意義?
⑩ 量子力學怎樣去理解
如果真的想理解,還要從數學上理解。
總之,微觀物體又是粒子又是波。
你覺得不好理解,只是因為生活中你無法用眼睛和手直觀的觀察到。