‘壹’ 什么是量子物理学
量子物理学概述
1.量子物理学的建立
量子物理学是在20世纪初,物理学家们在研究微观世界(原子、分子、原子核…)的结构和运动规律的过程中,逐步建立起来的。
量子概念是1900年普朗克首先提出的,到今天已经整整一百年了。期间,经过玻尔、德布罗意、玻恩、海森柏、薛定谔、狄拉克、爱因斯坦等许多物理大师的创新努力,到20世纪30年代,初步建立了一套完整的量子力学理论。
2.量子物理学的价值
20世纪物理学的发展表明,量子物理是人们认识和理解微观世界的基础。量子物理和相对论的成就使得物理学从经典物理学发展到现代物理学,奠定了现代自然科学的主要基础。
当然,随着物理学和其它自然科学的进一步发展,人们认识的逐步深化,量子物理学也会进一步地丰富和发展。至今为止、量子力学的某些基本观念和哲学意义,科学家们仍然继续争论不休,这是一门科学在走向成熟过程中的一个必经的阶段。
3、量子世界
我们把科学家们在研究原子、分子、原子核、基本粒子时所观察到的关于微观世界的系列特殊的物理现象称为量子现象。
量子世界除了其线度极其微小之外(10-10~10-15m量级),另一个主要特征是它们所涉及的许多宏观世界所对应的物理量往往不能取连续变化的值,(如:坐标、动量、能量、角动量、自旋),甚至取值不确定。许多实验事实表明,量子世界满足的物理规律不再是经典的牛顿力学,而是量子物理学。量子物理学是当今人们研究微观世界的理论,也有人称为研究量子现象的物理学。
由于宏观物体是由微观世界建构而成的,因此量子物理学不仅是研究微观世界结构的工具,而且在深入研究宏观物体的微结构和特殊的物理性质中也发挥着巨大作用。
4.量子力学
量子力学是一门奇妙的理论。它的许多基本概念、规律与方法都和经典物理的基本概念、规律和方法截然不同。
量子物理学的现象不同于我们在日常生活中所观察到的物理现象,其理论比较抽象,其数学工具比较艰深。因此人们往往将量子力学称为研究量子现象的数学,本书(量子物理)实际上可以称为量子力学初步或量子力学导论。
5.量子物理学的内容
本书将介绍有关量子力学的基础知识。
第1章介绍量子概念的引入--微观粒子的二象性,由此而引起的描述微观粒子状态的特殊方法--波函数,以及微观粒子不同于经典粒子的基本特征--不确定关系。
第2章介绍微观粒子的基本运动方程(非相对论形式)--薛定谔方程。对于此方程,首先把它应用于势阱中的粒子,得出微观粒子在束缚态中的基本特征--能量量子化、势垒穿透等。
第3章用量子概念介绍(未经详细的数学推导)了电子在原子中运动的规律,包括能量、角动量的量子化,自旋的概念,泡利不相容原理,原子中电子的排布,X光和激光的原理等。
第4章介绍固体中的电子的量子特征,包括自由电子的能量分布以及导电机理,能带理论及对导体、绝缘体、半导体性能的解释。
第5章介绍原子核的基础知识,包括核的一般性质、结合能、核模型、核衰变及核反应等。关于基本粒子的知识和当今关于宇宙及其发展的知识也都属于量子物理的范围,其基本内容在本套书第一册力学"今日物理趣闻A基本粒子"和第二册热学"今日物理趣闻A大爆炸和宇宙膨胀"中分别有所介绍,在本书中不再重复。
‘贰’ 量子物理主要讲的是什么
量子物理学是研究微观粒子的性质和运动规律的物理学分支学科,依据原理是量子力学规律,微观世界的物质的性质和运动规律与宏观物体遵循的运动规律有很大的不同,除了一些最基本的普适性的物理定律(如能量、动量和角动量守恒定律等)之外,微观粒子的运动不服从经典物理学定律(如牛顿力学、宏观电磁场理论等),而是服从量子力学规律(如薛定谔方程、不确定性原理等);量子物理学的基本内容包括早期量子论(又称旧量子论,例如玻尔氢原子理论)、(非相对论)量子力学、相对论量子力学、量子场论(量子电动力学、量子引力理论等),普通物理学中的原子物理学(或量子理论初步)主要是以早期量子论和量子力学最基本和最简单的内容为基础来研究原子和原子核的性质,量子场论研究物理场(如电磁场、引力场等)的量子化(例如理论物理中比较流行的“超弦理论”),量子理论和相对论是现代科学技术两大理论基础.
‘叁’ 量子物理三大理论是什么
量子力学三大定律为:量子力学第一定律超光速,量子力学第二定律宇宙无引力,量子力学第三定律宇宙神学。量子力学主要研究原子、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现代物理学的理论基础。
状态函数
在量子力学中,一个物理体系的状态由状态函数表示,状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状态函数的作用;测量的可能取值由该算符的本征方程决定,测量的期望值由一个包含该算符的积分方程计算。 (一般而言,量子力学并不对一次观测确定地预言一个单独的结果。
‘肆’ 量子物理学到底是什么
在初中和高中的时候,我们就接触过物理这本课程,而里面提到了量子物理学的代名词,很多人都以为量子物理学的含义,只是一些微小事物的代称而已,其实不是。那么量子物理学是什么呢?量子物理学是伟大的物理学家普朗克提出来的,它的含义就是研究微观世界的理论,有人也它为称量子物理学现象的物理学,,下面我们来详细分析一下吧。
量子力学研究的都是远离我们生活经验的一些抽象原子世界,对我们的日常生活影响比较大。如果要是没有量子力学的话,那么就不可能有化学,生物,医学以及其他相关量子,物理学的一些知识结构。所以理解了量子物理学,那么就可以洞察到其他的相关知识,量子理论是被人们评价为最精确最成功的理论,所以量子物理学对人类的贡献是非常大的。
‘伍’ 请问量子物理学是什么
量子物理实际上包含两个方面。一个沪础高飞薨读胳嫂供讥是原子层次的物质理论:量
子力学;正是它我们才能理解和操纵物质世界。另一个是量子场论,
它在科学中起到一个完全不同的作用。
量子:某些物理;量不能连续而只能以某一最小单位的整数倍发生变化,这个最小单位叫做各该量的量子。
量子力学:研究微观离子运动规律。微观粒子有明显的波粒二象性(波动性,粒子性》,其运动规律是研究宏观物体运动规律的理论不能解决的。量子力学是近代理论物理的基础之一。在量子力学研究的基础上人们发展了半导体,原子能和激光等现代技术。
‘陆’ 量子力学的内容有哪些
量子力学是描述微观物质的理论,与相对论一起被认为是现代物理学的两大基本支柱,许多物理学理论和科学如原子物理学、固体物理学、核物理学和粒子物理学以及其它相关的学科都是以量子力学为基础所进行的。量子力学是非常小的领域——亚原子粒子的主要物理学理论。该理论形成于20世纪初期,彻底改变了人们对物质组成成分的认识。微观世界里,粒子不是台球,而是嗡嗡跳跃的概率云,它们不只存在一个位置,也不会从点A通过一条单一路径到达点B。根据量子理论,粒子的行为常常像波,用于描述粒子行为的“波函数”预测一个粒子可能的特性,诸如它的位置和速度,而非确定的特性。物理学中有些怪异的概念,诸如纠缠和不确定性原理,就源于量子力学。
19世纪末,经典力学和经典电动力学在描述微观系统时的不足越来越明显。量子力学是在20世纪初由马克斯·普朗克、尼尔斯·玻尔、沃纳·海森堡、埃尔温·薛定谔、沃尔夫冈·泡利、路易·德布罗意、马克斯·玻恩、恩里科·费米、保罗·狄拉克、阿尔伯特·爱因斯坦、康普顿等一大批物理学家共同创立的。量子力学的发展革命性地改变了人们对物质的结构以及其相互作用的认识。量子力学得以解释许多现象和预言新的、无法直接想象出来的现象,这些现象后来也被非常精确的实验证明。除通过广义相对论描写的引力外,至今所有其它物理基本相互作用均可以在量子力学的框架内描写(量子场论)。