處在定態的粒子具有哪些物理性質

1. 量子力學中的定態迭加後為什麼不再是定態

因為定態（stationary state）是一種量子態，定態的概率密度與時間無關。定態是微觀粒子所處狀態中的一種類型的狀態。處於定態的微觀粒子在空間各處出現的幾率不隨時間變化，而且具有確定的能量。

處於定態下的微觀粒子具有如下特徵：

1、能量E具有確定的值。

2、粒子的幾率流密度不隨時間改變。

3、所有力學量取各種可能值的幾率分布及其力學量的平均值都不隨時間而變。

在定態中，能量最低的狀態稱為基態(ground state)，高於基態的狀態依次稱為第一、第二激發態(excited state)等。當粒子在兩個定態(能量分別為E1和E2)之間躍遷時，將吸收或放出頻率為v的光子，並滿足：El-E2=hv，式中h為普朗克常數。

量子力學理論的產生及其發展

量子力學是描述物質微觀世界結構、運動與變化規律的物理科學。它是20世紀人類文明發展的一個重大飛躍，量子力學的發現引發了一系列劃時代的科學發現與技術發明，對人類社會的進步做出重要貢獻。

19世紀末正當經典物理取得重大成就的時候，一系列經典理論無法解釋的現象一個接一個地發現了。德國物理學家維恩通過熱輻射能譜的測量發現的熱輻射定理。

德國物理學家普朗克為了解釋熱輻射能譜提出了一個大膽的假設：在熱輻射的產生與吸收過程中能量是以hf為最小單位，一份一份交換的。

這個能量量子化的假設不僅強調了熱輻射能量的不連續性，而且跟"輻射能量與頻率無關，由振幅確定"的基本概念直接相矛盾，無法納入任何一個經典範疇。當時只有少數科學家認真研究這個問題。

愛因斯坦於1905年提出了光量子說。1914年，美國物理學家密立根發表了光電效應實驗結果，驗證了愛因斯坦的光量子說。

2. 粒子有哪些（種類及舉例及其性質）

1樓的回答有些……呃，有點哽咽哈。

分子流？一般不這么說哈，分子不算粒子。粒子物理一般研究的是接近原子-原子核這一范圍尺度的東西。

至於離子，當然，氦原子核也算是離子，但是說離子流的也比較罕見。

從電子開始，放射性β衰變發射β粒子，也就是高能電子流；另外，如果是加速器里出來的高能電子流一般也稱作δ粒子。β粒子的貫穿本領不是很強，也不是很弱，一般需要幾厘米厚的鋁板就能屏蔽(為什麼不用原子序數大的鉛板？主要是為了避免韌致輻射產生γ射線，使得屏蔽提升等級。)除此之外，還有正電子流，主要是β+衰變而來。

氦原子核就是α粒子，電離本領很強，但是穿透力很差，一般用一張紙就可以擋住。

質子流p，和α粒子性質差不多，是氫原子核。

中子流n，貫穿本領很強，一般要用十幾厘米或幾十厘米厚的鉛板來屏蔽，主要靠碰撞與物質產生作用，生成次級帶電粒子，之後如同p和α一樣又與物質發生電離作用……

x、γ射線，一般不稱其為粒子，不過由於微觀世界的波粒二象性，光量子有時候也可以作為粒子來看待。屏蔽方式和中子流相似。

中微子ν，高能粒子流，一般來自宇宙射線或核反應，不能屏蔽！不過由於其與物質作用幾率可以忽略不計，所以對中微子我們一般不採取任何防護或屏蔽措施。憑它能繞地球十好幾圈而撞不到一個物質微粒的「衰神」樣兒，……我們對它不提也罷！

另外1樓說的誇克，事實上誇克是不能獨自離開強子而存在的，它受到色力的束縛！所以根本就沒有誇克流一說！

除了這些常見粒子外，比如碳核，氧核，也是有一定幾率出現於核反應的。

還有就是2樓所說的介子、超子等傳遞力的作用的粒子流，這些細說就比較復雜了。。想了解的話可以去買專業的書籍來看，這些東西也不常見。

3. 物理性質的粒子和化學性質的粒子

分子是保持物質化學性質的一種粒子，對由分子構成的物質來說，分子是保持物質化學性質的最小微粒．對於由原子直接構成的物質，其化學性質由原子來保持．如金屬單質，能保持其化學性質的最小粒子是原子．在化學變化中，分子可分成原子，原子重新組合成新的分子，但原子不可分．
故選C．

4. 物質處於不同狀態時具有不同的物理性質嗎為什麼

固態物質具有一定的體積和形狀；
液態物質沒有確定形狀，具有流動性；
氣態物質容易被壓縮，具有流動性．
固態時分子只在平衡位置上振動，分子間距很小，分子間的作用力很大，固態時保持一定的形狀和體積，不易被壓縮；液態時分子在平衡位置上振動一段時間，還能移動到其他的位置上振動，分子間距比固態大，分子間的作用力比固態小，液態時保持一定的體積，但沒有確定的形狀，具有流動性，但不易被壓縮；氣態分子除碰撞外，都做勻速直線運動，分子間距很大，分子間的作用力很小，幾乎沒有．沒有一定的體積和形狀，具有流動性易被壓縮．

5. 定態薛定諤方程是什麼

定態薛定諤方程一般指薛定諤方程（Schrödinger equation），又稱薛定諤波動方程（Schrodinger wave equation），是由奧地利物理學家薛定諤提出的量子力學中的一個基本方程，也是量子力學的一個基本假定。

它是將物質波的概念和波動方程相結合建立的二階偏微分方程，可描述微觀粒子的運動，每個微觀系統都有一個相應的薛定諤方程式，通過解方程可得到波函數的具體形式以及對應的能量，從而了解微觀系統的性質。

薛定諤方程表明量子力學中，粒子以概率的方式出現，具有不確定性，宏觀尺度下失效可忽略不計。

薛定諤方程（Schrodinger equation）在量子力學中，體系的狀態不能用力學量（例如x）的值來確定，而是要用力學量的函數Ψ（x,t），即波函數（又稱概率幅，態函數）來確定，因此波函數成為量子力學研究的主要對象。

力學量取值的概率分布如何，這個分布隨時間如何變化，這些問題都可以通過求解波函數的薛定諤方程得到解答。這個方程是奧地利物理學家薛定諤於1926年提出的，它是量子力學最基本的方程之一，在量子力學中的地位與牛頓方程在經典力學中的地位相當，超弦理論試圖統一兩種理論。

薛定諤方程是量子力學最基本的方程，亦是量子力學的一個基本假定，其正確性只能靠實驗來確定。

量子力學中求解粒子問題常歸結為解薛定諤方程或定態薛定諤方程。薛定諤方程廣泛地用於原子物理、核物理和固體物理，對於原子、分子、核、固體等一系列問題中求解的結果都與實際符合得很好。

薛定諤方程僅適用於速度不太大的非相對論粒子，其中也沒有包含關於粒子自旋的描述。當涉及相對論效應時，薛定諤方程由相對論量子力學方程所取代，其中自然包含了粒子的自旋。

薛定諤提出的量子力學基本方程 。建立於 1926年。它是一個非相對論的波動方程。它反映了描述微觀粒子的狀態隨時間變化的規律，它在量子力學中的地位相當於牛頓定律對於經典力學一樣，是量子力學的基本假設之一。

設描述微觀粒子狀態的波函數為Ψ（r，t），質量為m的微觀粒子在勢場V（r，t）中運動的薛定諤方程。在給定初始條件和邊界條件以及波函數所滿足的單值、有限、連續的條件下，可解出波函數Ψ（r，t）。由此可計算粒子的分布概率和任何可能實驗的平均值（期望值）。

當勢函數V不依賴於時間t時，粒子具有確定的能量，粒子的狀態稱為定態。定態時的波函數可寫成式中Ψ（r）稱為定態波函數，滿足定態薛定諤方程，這一方程在數學上稱為本徵方程，式中E為本徵值，它是定態能量，Ψ（r）又稱為屬於本徵值E的本徵函數。

薛定諤方程是量子力學的基本方程，它揭示了微觀物理世界物質運動的基本規律，如牛頓定律在經典力學中所起的作用一樣，它是原子物理學中處理一切非相對論問題的有力工具，在原子、分子、固體物理、核物理、化學等領域中被廣泛應用。

6. 量子力學中什麼是定態

量子力學是研究微觀粒子的運動規律的物理學分支學科，它主要研究原子、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了現代物理學的理論基礎。量子力學不僅是近代物理學的基礎理論之一，而且在化學等有關學科和許多近代技術中也得到了廣泛的應用。量子力學的發展簡史量子力學是在舊量子論的基礎上發展起來的。舊量子論包括普朗克的量子假說、愛因斯坦的光量子理論和玻爾的原子理論。1900年，普朗克提出輻射量子假說，假定電磁場和物質交換能量是以間斷的形式(能量子)實現的，能量子的大小同輻射頻率成正比，比例常數稱為普朗克常數，從而得出黑體輻射能量分布公式，成功地解釋了黑體輻射現象。1905年，愛因斯坦引進光量子(光子)的概念，並給出了光子的能量、動量與輻射的頻率和波長的關系，成功地解釋了光電效應。其後，他又提出固體的振動能量也是量子化的，從而解釋了低溫下固體比熱問題。1913年，玻爾在盧瑟福有核原子模型的基礎上建立起原子的量子理論。按照這個理論，原子中的電子只能在分立的軌道上運動，原子具有確定的能量，它所處的這種狀態叫「定態」，而且原子只有從一個定態到另一個定態，才能吸收或輻射能量。這個理論雖然有許多成功之處，但對於進一步解釋實驗現象還有許多困難。在人們認識到光具有波動和微粒的二象性之後，為了解釋一些經典理論無法解釋的現象，法國物理學家德布羅意於1923年提出微觀粒子具有波粒二象性的假說。德布羅意認為：正如光具有波粒二象性一樣，實體的微粒(如電子、原子等)也具有這種性質，即既具有粒子性也具有波動性。這一假說不久就為實驗所證實。由於微觀粒子具有波粒二象性，微觀粒子所遵循的運動規律就不同於宏觀物體的運動規律，描述微觀粒子運動規律的量子力學也就不同於描述宏觀物體運動規律的經典力學。當粒子的大小由微觀過渡到宏觀時，它所遵循的規律也由量子力學過渡到經典力學。量子力學與經典力學的差別首先表現在對粒子的狀態和力學量的描述及其變化規律上。在量子力學中，粒子的狀態用波函數描述，它是坐標和時間的復函數。為了描寫微觀粒子狀態隨時間變化的規律，就需要找出波函數所滿足的運動方程。這個方程是薛定諤在1926年首先找到的，被稱為薛定諤方程。當微觀粒子處於某一狀態時，它的力學量(如坐標、動量、角動量、能量等)一般不具有確定的數值，而具有一系列可能值，每個可能值以一定的幾率出現。當粒子所處的狀態確定時，力學量具有某一可能值的幾率也就完全確定。這就是1927年，海森伯得出的測不準關系，同時玻爾提出了並協原理，對量子力學給出了進一步的闡釋。量子力學和狹義相對論的結合產生了相對論量子力學。經狄拉克、海森伯和泡利等人的工作發展了量子電動力學。20世紀30年代以後形成了描述各種粒子場的量子化理論——量子場論，它構成了描述基本粒子現象的理論基礎。量子力學是在舊量子論建立之後發展建立起來的。舊量子論對經典物理理論加以某種人為的修正或附加條件以便解釋微觀領域中的一些現象。由於舊量子論不能令人滿意，人們在尋找微觀領域的規律時，從兩條不同的道路建立了量子力學。1925年，海森堡基於物理理論只處理可觀察量的認識，拋棄了不可觀察的軌道概念，並從可觀察的輻射頻率及其強度出發，和玻恩、約爾丹一起建立起矩陣力學；1926年，薛定諤基於量子性是微觀體系波動性的反映這一認識，找到了微觀體系的運動方程，從而建立起波動力學，其後不久還證明了波動力學和矩陣力學的數學等價性；狄拉克和約爾丹各自獨立地發展了一種普遍的變換理論，給出量子力學簡潔、完善的數學表達形式。量子力學的基本內容量子力學的基本原理包括量子態的概念，運動方程、理論概念和觀測物理量之間的對應規則和物理原理。在量子力學中，一個物理體系的狀態由波函數表示，波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波函數的作用；測量的可能取值由該算符的本徵方程決定，測量的期待值由一個包含該算符的積分方程計算。波函數的平方代表作為其變數的物理量出現的幾率。根據這些基本原理並附以其他必要的假設，量子力學可以解釋原子和亞原子的各種現象。關於量子力學的解釋涉及許多哲學問題，其核心是因果性和物理實在問題。按動力學意義上的因果律說，量子力學的運動方程也是因果律方程，當體系的某一時刻的狀態被知道時，可以根據運動方程預言它的未來和過去任意時刻的狀態。但量子力學的預言和經典物理學運動方程(質點運動方程和波動方程)的預言在性質上是不同的。在經典物理學理論中，對一個體系的測量不會改變它的狀態，它只有一種變化，並按運動方程演進。因此，運動方程對決定體系狀態的力學量可以作出確定的預言。但在量子力學中，體系的狀態有兩種變化，一種是體系的狀態按運動方程演進，這是可逆的變化；另一種是測量改變體系狀態的不可逆變化。因此，量子力學對決定狀態的物理量不能給出確定的預言，只能給出物理量取值的幾率。在這個意義上，經典物理學因果律在微觀領域失效了。據此，一些物理學家和哲學家斷言量子力學擯棄因果性，而另一些物理學家和哲學家則認為量子力學因果律反映的是一種新型的因果性——幾率因果性。量子力學中代表量子態的波函數是在整個空間定義的，態的任何變化是同時在整個空間實現的。20世紀70年代以來，關於遠隔粒子關聯的實驗表明，類空分離的事件存在著量子力學預言的關聯。這種關聯是同狹義相對論關於客體之間只能以不大於光速的速度傳遞物理相互作用的觀點相矛盾的。於是，有些物理學家和哲學家為了解釋這種關聯的存在，提出在量子世界存在一種全局因果性或整體因果性，這種不同於建立在狹義相對論基礎上的局域因果性，可以從整體上同時決定相關體系的行為。量子力學用量子態的概念表徵微觀體系狀態，深化了人們對物理實在的理解。微觀體系的性質總是在它們與其他體系，特別是觀察儀器的相互作用中表現出來。人們對觀察結果用經典物理學語言描述時，發現微觀體系在不同的條件下，或主要表現為波動圖象，或主要表現為粒子行為。而量子態的概念所表達的，則是微觀體系與儀器相互作用而產生的表現為波或粒子的可能性。量子力學表明，微觀物理實在既不是波也不是粒子，真正的實在是量子態。真實狀態分解為隱態和顯態，是由於測量所造成的，在這里只有顯態才符合經典物理學實在的含義。微觀體系的實在性還表現在它的不可分離性上。量子力學把研究對象及其所處的環境看作一個整體，它不允許把世界看成由彼此分離的、獨立的部分組成的。關於遠隔粒子關聯實驗的結論，也定量地支持了量子態不可分離性的觀點.

7. 納米材料的物理性質有哪些

廣義地說,納米材料是指在三維空間中至少有一維處在納米尺度范圍（0.1nm~100nm）或由他們作為基本單元構成的材料. 特性 : （1）表面與界面效應 這是指納米晶體粒表面原子數與總原子數之比隨粒徑變小而急劇增大後所引起的性質上的變化.例如粒子直徑為10納米時,微粒包含4000個原子,表面原子佔40%；粒子直徑為1納米時,微粒包含有30個原子,表面原子佔99%.主要原因就在於直徑減少,表面原子數量增多.再例如,粒子直徑為10納米和5納米時,比表面積分別為90米2/克和180米2/克.如此高的比表面積會出現一些極為奇特的現象,如金屬納米粒子在空中會燃燒,無機納米粒子會吸附氣體等等. （2）小尺寸效應 當納米微粒尺寸與光波波長,傳導電子的德布羅意波長及超導態的相干長度、透射深度等物理特徵尺寸相當或更小時,它的周期性邊界被破壞,從而使其聲、光、電、磁,熱力學等性能呈現出「新奇」的現象.例如,銅顆粒達到納米尺寸時就變得不能導電；絕緣的二氧化硅顆粒在20納米時卻開始導電.再譬如,高分子材料迦納米材料製成的刀具比金鋼石製品還要堅硬.利用這些特性,可以高效率地將太陽能轉變為熱能、電能,此外又有可能應用於紅外敏感元件、紅外隱身技術等等. （3）量子尺寸效應 當粒子的尺寸達到納米量級時,費米能級附近的電子能級由連續態分裂成分立能級.當能級間距大於熱能、磁能、靜電能、靜磁能、光子能或超導態的凝聚能時,會出現納米材料的量子效應,從而使其磁、光、聲、熱、電、超導電性能變化.例如,有種金屬納米粒子吸收光線能力非常強,在1.1365千克水裡只要放入千分之一這種粒子,水就會變得完全不透明. （4）宏觀量子隧道效應 微觀粒子具有貫穿勢壘的能力稱為隧道效應.納米粒子的磁化強度等也有隧道效應,它們可以穿過宏觀系統的勢壘而產生變化,這種被稱為納米粒子的宏觀量子隧道效應.

8. 關於粒子的一些性質

關於很多深一點的東西，說多了很復雜，就對你的問題一一對應回答吧……

⒈①中子、電子、質子一般來講，我們都不會去在意它的形狀，因為在微觀世界裡，形狀並不具有太大的意義。
②物質波，這個是微觀粒子波粒二象性的問題，它體現的明顯不明顯，當然，和宏觀事物比起來，尺度確實占據一個必要條件，宏觀事物都是體現的「粒子性」，然而，真正的微觀世界裡，要我們觀察到這樣的物質波，和粒子的數量還有關系……看看電子衍射圖就知道。
③不確定性原理說的是空間位置和速度的不確定，能量寬度和時間的不確定性，所以對於觀察你說的形狀，沒有太大的影響。另外，球，這個形狀一般是對原子序數較小，且處在基態的核的描述。在一些激發態或者原子序數很大的情況下，核是呈一些不規則形狀的……盧希庭教授編撰的《原子核物理》第8章有詳細講解。

⒉關於自旋，自旋是核子自身角動量和其軌道角動量的多重耦合，是矢量。至於你說的那個周期，確實，在一些科普叢書或者是高中老師講課的時候都把粒子自旋等效為宏觀物體的自轉。自轉是有周期的，自旋當然也有，只是這種周期和宏觀物體有些不一樣，怎麼說呢？宏觀物體自轉，比如說地球，地球自轉就是一天。微觀粒子的自轉？其實，正因為我們沒有去過分追究微觀粒子的具體形狀，所以研究這個自轉的意義也不見得很大，我們定義了一個自旋，自旋是角動量。在作為科普講課的時候，老師會說，自旋=0.5的粒子，比如電子，它就相當於自轉半圈π/2〖180°〗後於原來的「樣子」一樣，這就像一個長方形圍著自己的對稱中心自轉似的；自旋=1的粒子，比如光子，它要圍著自己的對稱中心轉一圈，就像月牙形一樣；自旋=0的粒子，比如π介子，它就好比一個圓形，隨便怎麼看它都是對稱的……當然，這只是為了方便理解老師才會這么說。比如一些自旋=2的粒子或是自旋更高的粒子，它們呢？用這種觀點來看，顯然是很難理解的。

事實上，如果你硬要這樣理解，自旋為2的粒子，如χ介子，你就必須把它等效成立體的圖形了，就像太陽系，因為冥王星的軌道和其它8行星軌道並不在一個平面上，所以你要等到在某一段時間之後重復當前的樣子，那個周期就不是簡簡單單圍著太陽系轉一圈（相當於太陽自轉一周）了……那個周期相當於是太陽系裡所有星星的周期的最小公倍數。

這就是你問的轉兩圈的問題。為什麼會有這樣的疑問呢？從更細微的角度看，這相當於你只看到了地球的自轉，忽略了地球的公轉；粒子也一樣，組成粒子的基本粒子不光有基本粒子的角動量，基本粒子圍繞核自身做復雜的運動的時候也有一個軌道角動量。把這個考慮進來，你轉兩圈的問題就應該明了了。

⒊既然問出這個問題，相信你也對《時間簡史》有過涉獵吧，這是一本大眾化的科普書籍。電荷實際上就是電磁相互作用。宇宙中4大基本性質的力有強力（對應強相互作用）、弱力（弱相互作用）、電磁力（電磁相互作用）、引力（引力相互作用）。目前的大統一理論已經實現了對弱力、電磁力和引力的統一，其實，這對應的能量很高，大概是在10^(9～12)eV（GeV～TeV）量級。當今最先進的加速器能把粒子加速到TeV量級（如我國的正負電子對撞機），但是更高的沒見報道。要實現4種力的完全統一，那就需要更高的能量，更先進的加速器（因為有光速的限制，所以一般是加速電子這樣的輕粒子。）

所謂的弦理論，實際上可以參看誇克的性質，現在大學物理教材一般都會有介紹。至於那個平衡——其實，這個相當於一個金屬球殼，球里有電荷，金屬可以對電荷靜電屏蔽。但是，這個殼又不是完全都是金屬，在金屬表面有的地方或許有殘缺，使得里邊的電場不能被完全的屏蔽，從而導致電磁力的溢出……組成強子的誇克就是這樣，誇克之間有相互作用，但是由於強子這個「金屬殼」的不完美，就導致了這些力的溢漏，然後體現在比如中子質子這一類的強子身上就是核力（強力，誇克色力的溢漏）、庫侖力（電磁力，誇克電磁力的溢漏）。——這就是那個不平衡了……

另外，誇克色也是科學家給定的一個參數，用於區分不同種屬的誇克，和自旋一樣，同樣不能像把自旋簡單理解成自轉一樣，誇克的色也不能被簡單說成是顏色，你只需要把它想像成，哦，就像電荷里的正電和負電一樣，是個抽象的概念，正如如果我們開始把正電定義成負電，負電定義成正電一樣，名字而已，它是實際存在的東西，即使不叫這個名字，它也一樣存在。誇克很小，它的物質波波長短到已經不屬於可見光范疇，雖然我們也說誇克有紅色、綠色、藍色，但是這里的紅色、綠色、藍色和我們通常見到紅色、綠色、藍色根本就不一樣，因為我們根本就看不見這么短的電磁波。

9. 物質處於不同狀態時具有不同的物理性質嗎

自然界的各種物質都是由大量微觀粒子構成的.當大量微觀粒子在一定的壓強和溫度下相互聚集為一種穩定的狀態時,就叫做「物質的一種狀態」,簡稱為物態.在19世紀,人們還只能根據物質的宏觀特徵來區分物質的狀態,那時還只知道有三種狀態,即固態、液態和氣態.初中講物態變化,就是講這三種常見的物質狀態間的變化問題.
氣體物質處於高溫條件下,原子分子激烈碰撞被電離,或者氣體物質被射線照射以後,原子被電離,整個氣體含有足夠數量的離子和帶負電的電子,而且一般情況下正負電荷量幾乎處處相等,這種聚集態叫等離子態.如果物質處於極高的壓力作用下,例如壓強超過大氣壓的140萬倍,組成物質的所有原子的電子殼層都會被「擠破」,電子都變成為「公有」,原子失去了它原來的化學特徵.這些「光身」的原子核在高壓作用下會緊密地堆積起來（當然,再緊密也會有電子存在和活動的空隙）,成為密度非常大的（大約是水成密度的3萬至6.5萬倍）狀態,稱為超固態.有些書籍把等離子態稱為物質的第四態,把超固態稱為物質的第五種狀態.
進一步從物質的內部結構去考慮,物態就遠不止這幾種了.例如,在固體物質中,有的其內部微觀粒子呈周期性、對稱性的規則排列,稱為結晶態.而另外一些,如玻璃、瀝青等物質,常溫下雖然也有固定的形狀和體積,不能流動,但其內部結構則更像液體,為玻璃態（非晶體）.還有一些有機物質,能夠流動,又具有某些晶體的光學特性,是介於液態和結晶態之間的狀態,稱為液晶態,很多物質在極低的溫度下,會出現電阻消失的現象,稱為超導態；在極低的溫度下,