『壹』 什麼是量子物理學
量子物理學概述
1.量子物理學的建立
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。
2.量子物理學的價值
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。
3、量子世界
我們把科學家們在研究原子、分子、原子核、基本粒子時所觀察到的關於微觀世界的系列特殊的物理現象稱為量子現象。
量子世界除了其線度極其微小之外(10-10~10-15m量級),另一個主要特徵是它們所涉及的許多宏觀世界所對應的物理量往往不能取連續變化的值,(如:坐標、動量、能量、角動量、自旋),甚至取值不確定。許多實驗事實表明,量子世界滿足的物理規律不再是經典的牛頓力學,而是量子物理學。量子物理學是當今人們研究微觀世界的理論,也有人稱為研究量子現象的物理學。
由於宏觀物體是由微觀世界建構而成的,因此量子物理學不僅是研究微觀世界結構的工具,而且在深入研究宏觀物體的微結構和特殊的物理性質中也發揮著巨大作用。
4.量子力學
量子力學是一門奇妙的理論。它的許多基本概念、規律與方法都和經典物理的基本概念、規律和方法截然不同。
量子物理學的現象不同於我們在日常生活中所觀察到的物理現象,其理論比較抽象,其數學工具比較艱深。因此人們往往將量子力學稱為研究量子現象的數學,本書(量子物理)實際上可以稱為量子力學初步或量子力學導論。
5.量子物理學的內容
本書將介紹有關量子力學的基礎知識。
第1章介紹量子概念的引入--微觀粒子的二象性,由此而引起的描述微觀粒子狀態的特殊方法--波函數,以及微觀粒子不同於經典粒子的基本特徵--不確定關系。
第2章介紹微觀粒子的基本運動方程(非相對論形式)--薛定諤方程。對於此方程,首先把它應用於勢阱中的粒子,得出微觀粒子在束縛態中的基本特徵--能量量子化、勢壘穿透等。
第3章用量子概念介紹(未經詳細的數學推導)了電子在原子中運動的規律,包括能量、角動量的量子化,自旋的概念,泡利不相容原理,原子中電子的排布,X光和激光的原理等。
第4章介紹固體中的電子的量子特徵,包括自由電子的能量分布以及導電機理,能帶理論及對導體、絕緣體、半導體性能的解釋。
第5章介紹原子核的基礎知識,包括核的一般性質、結合能、核模型、核衰變及核反應等。關於基本粒子的知識和當今關於宇宙及其發展的知識也都屬於量子物理的范圍,其基本內容在本套書第一冊力學"今日物理趣聞A基本粒子"和第二冊熱學"今日物理趣聞A大爆炸和宇宙膨脹"中分別有所介紹,在本書中不再重復。
『貳』 量子物理主要講的是什麼
量子物理學是研究微觀粒子的性質和運動規律的物理學分支學科,依據原理是量子力學規律,微觀世界的物質的性質和運動規律與宏觀物體遵循的運動規律有很大的不同,除了一些最基本的普適性的物理定律(如能量、動量和角動量守恆定律等)之外,微觀粒子的運動不服從經典物理學定律(如牛頓力學、宏觀電磁場理論等),而是服從量子力學規律(如薛定諤方程、不確定性原理等);量子物理學的基本內容包括早期量子論(又稱舊量子論,例如玻爾氫原子理論)、(非相對論)量子力學、相對論量子力學、量子場論(量子電動力學、量子引力理論等),普通物理學中的原子物理學(或量子理論初步)主要是以早期量子論和量子力學最基本和最簡單的內容為基礎來研究原子和原子核的性質,量子場論研究物理場(如電磁場、引力場等)的量子化(例如理論物理中比較流行的「超弦理論」),量子理論和相對論是現代科學技術兩大理論基礎.
『叄』 量子物理三大理論是什麼
量子力學三大定律為:量子力學第一定律超光速,量子力學第二定律宇宙無引力,量子力學第三定律宇宙神學。量子力學主要研究原子、分子、凝聚態物質,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現代物理學的理論基礎。
狀態函數
在量子力學中,一個物理體系的狀態由狀態函數表示,狀態函數的任意線性疊加仍然代表體系的一種可能狀態。狀態隨時間的變化遵循一個線性微分方程,該方程預言體系的行為,物理量由滿足一定條件的、代表某種運算的算符表示;
測量處於某一狀態的物理體系的某一物理量的操作,對應於代表該量的算符對其狀態函數的作用;測量的可能取值由該算符的本徵方程決定,測量的期望值由一個包含該算符的積分方程計算。 (一般而言,量子力學並不對一次觀測確定地預言一個單獨的結果。
『肆』 量子物理學到底是什麼
在初中和高中的時候,我們就接觸過物理這本課程,而裡面提到了量子物理學的代名詞,很多人都以為量子物理學的含義,只是一些微小事物的代稱而已,其實不是。那麼量子物理學是什麼呢?量子物理學是偉大的物理學家普朗克提出來的,它的含義就是研究微觀世界的理論,有人也它為稱量子物理學現象的物理學,,下面我們來詳細分析一下吧。
量子力學研究的都是遠離我們生活經驗的一些抽象原子世界,對我們的日常生活影響比較大。如果要是沒有量子力學的話,那麼就不可能有化學,生物,醫學以及其他相關量子,物理學的一些知識結構。所以理解了量子物理學,那麼就可以洞察到其他的相關知識,量子理論是被人們評價為最精確最成功的理論,所以量子物理學對人類的貢獻是非常大的。
『伍』 請問量子物理學是什麼
量子物理實際上包含兩個方面。一個滬礎高飛薨讀胳嫂供譏是原子層次的物質理論:量
子力學;正是它我們才能理解和操縱物質世界。另一個是量子場論,
它在科學中起到一個完全不同的作用。
量子:某些物理;量不能連續而只能以某一最小單位的整數倍發生變化,這個最小單位叫做各該量的量子。
量子力學:研究微觀離子運動規律。微觀粒子有明顯的波粒二象性(波動性,粒子性》,其運動規律是研究宏觀物體運動規律的理論不能解決的。量子力學是近代理論物理的基礎之一。在量子力學研究的基礎上人們發展了半導體,原子能和激光等現代技術。
『陸』 量子力學的內容有哪些
量子力學是描述微觀物質的理論,與相對論一起被認為是現代物理學的兩大基本支柱,許多物理學理論和科學如原子物理學、固體物理學、核物理學和粒子物理學以及其它相關的學科都是以量子力學為基礎所進行的。量子力學是非常小的領域——亞原子粒子的主要物理學理論。該理論形成於20世紀初期,徹底改變了人們對物質組成成分的認識。微觀世界裡,粒子不是檯球,而是嗡嗡跳躍的概率雲,它們不只存在一個位置,也不會從點A通過一條單一路徑到達點B。根據量子理論,粒子的行為常常像波,用於描述粒子行為的「波函數」預測一個粒子可能的特性,諸如它的位置和速度,而非確定的特性。物理學中有些怪異的概念,諸如糾纏和不確定性原理,就源於量子力學。
19世紀末,經典力學和經典電動力學在描述微觀系統時的不足越來越明顯。量子力學是在20世紀初由馬克斯·普朗克、尼爾斯·玻爾、沃納·海森堡、埃爾溫·薛定諤、沃爾夫岡·泡利、路易·德布羅意、馬克斯·玻恩、恩里科·費米、保羅·狄拉克、阿爾伯特·愛因斯坦、康普頓等一大批物理學家共同創立的。量子力學的發展革命性地改變了人們對物質的結構以及其相互作用的認識。量子力學得以解釋許多現象和預言新的、無法直接想像出來的現象,這些現象後來也被非常精確的實驗證明。除通過廣義相對論描寫的引力外,至今所有其它物理基本相互作用均可以在量子力學的框架內描寫(量子場論)。