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怎么了解量子物理

发布时间:2023-02-10 17:47:51

1. 什么是量子物理学量子物理学有哪些奇妙特性

量子力学是微观物理学所依赖的基本理论框架。自提出一百多年以来,在物理基础和应用的各个方面都取得了一个又一个的成功。它表现出这种不连续的分离性质,角动量、自旋、电荷等其他物理量也表现出这种不连续的量子化现象。这与以牛顿力学为代表的经典物理有着根本的不同。量子化现象主要表现在微观物理世界。描述微观物理世界的物理理论是量子力学。

简单来说,光电效应是指光子照射光敏物质时,其能量可以被该物质中的一个电子完全吸收。电子吸收光子的能量后,动能立即增加。如果动能增加到足以克服原子核对它的吸引力,它们就可以飞离金属表面,成为光电子,形成光电流。单位时间内,入射光子数越大,飞出的光电子越多,光电流越强。这种光能自动放电为电能的现象,称为光电效应。

2. 如何用简单易懂的语言来介绍量子物理

纠缠是量子信息科学的核心,这是一个正在发展的领域,主要是研究在我们的宏观世界怎样应用奇怪的量子世界的定律。譬如说量子密码,间谍可以互相发送安全信息,或者利用量子计算去破解密码。甚至有一天,我们可以利用量子技术进行远距离的传送。而且我国在量子技术的研究上,已经走到了世界的前列!

或许有那么一天,你的猫突然不见了,放心,它只是回到了自己的喵星宇宙,那里既没有物理学家,也没有盒子。

3. 什么是量子物理学

什么是量子物理学?简而言之,是物理学解释了一切的工作原理:我们对构成物质的粒子的性质以及它们相互作用的力的最好描述。

量子物理学是原子如何工作的基础,以及化学和生物学为何如此运作。您,我和门柱–至少在某种程度上,我们都在跳舞。如果要解释电子如何在计算机芯片中移动,光子如何在太阳能电池板上转换为电流或在激光中放大自身,甚至只是太阳如何持续燃烧,都需要使用量子物理学。

困难(对于物理学家来说就是乐趣)从这里开始。首先,没有单一的量子理论。量子力学是支撑一切的基本数学框架,它最初由Niels Bohr,Werner Heisenberg,ErwinSchrödinger等人于1920年代开发。它描绘了简单的事物,例如单个粒子或少数几个粒子的位置或动量如何随时间变化。

这种模糊性导致明显的悖论,例如薛定ding的猫,在这种悖论中,由于不确定的量子过程,猫被同时杀死并存活。但这还不是全部。量子粒子似乎也能够瞬间相互影响,即使它们彼此远离。这种真正的竹节现象被称为纠缠,或者用爱因斯坦(量子理论的伟大批评者)创造的一句话,称为“远距离的诡异动作”。这样的量子能力对我们来说是完全陌生的,但却是诸如超安全量子密码学和超强大量子计算等新兴技术的基础。

但至于一切意味着什么,没人知道。有人认为我们必须接受量子物理学以无法发现与更大的“经典”世界中的经验相吻合的术语来解释物质世界。其他人则认为必须有一些尚待发现的更好,更直观的理论。

在这一切中,房间里有几只大象。首先,自然界的第四种基本力到目前为止,量子理论还无法解释。重力仍然是爱因斯坦广义相对论的领域,而广义相对论是一种甚至不涉及粒子的坚决非量子论。数十年来,人们为将重力置于量子保护伞之下,并在一种“万物理论”中解释所有基本物理原理而付出了巨大努力。

同时,宇宙学的测量表明,宇宙中超过95%的物质是由暗物质和暗能量组成的,在标准模型中我们目前尚无关于它们的解释,以及诸如量子物理学在宇宙的凌乱工作中的作用程度之类的难题。生活仍然无法解释。世界在某种程度上是量子的-但是量子物理学是否是关于世界的硬道理仍是一个悬而未决的问题。

4. 量子物理如何理解

就是说粒子的速度和位置是不能同时确定的,位置x和动量p的变化值的乘积为一个普朗克常量。比如说对一个粒子的位置知道的越精确,测定的他的速度的误差就越大。你所观察到的是波函数的本征态,即概率最大的那个状态

5. 应怎样去了解量子物理学

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[email protected] 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。

6. 什么是量子物理学

什么是量子物理?简而言之,物理学解释了一切事物的运作方式:这是我们对构成物质的粒子的本质以及它们相互作用的力的最佳描述。

量子物理学是原子工作原理的基础,也是化学和生物学的原理。你,我和门柱,至少在某种程度上,我们都在跟着量子节奏跳舞。如果你想解释电子如何通过电脑芯片,光子如何在太阳能电池板中变成电流,或者如何在激光中自我放大,甚至是太阳如何持续燃烧,你就需要使用量子物理学。

对物理学家来说,困难和乐趣就从这里开始了。首先,没有单一的量子理论。还有量子力学,支撑这一切的基本数学框架,它是在20世纪20年代由尼尔斯·玻尔,维尔纳·海森堡,埃尔温·薛定谔等人首先发展起来的。它描述了一些简单的事情,比如单个粒子或少数粒子群的位置或动量如何随时间变化。

但要理解现实世界中事物是如何运作的,量子力学必须与其他物理元素结合起来——主要是阿尔伯特·爱因斯坦的狭义相对论,它解释了当物体快速移动时会发生什么——从而创造出所谓的量子场理论。

三种不同的量子场理论处理物质相互作用的四种基本力中的三种:电磁力,它解释了原子是如何结合在一起的;强核力,它解释了原子核在原子中心的稳定性;以及弱核力,这解释了为什么有些原子会发生放射性衰变。

在过去的50年左右时间里,这三个理论被汇集在一个摇摇晃晃的联盟中,被称为粒子物理学的“标准模型”。尽管给人的印象是这个模型是用胶带粘在一起的,但这是迄今为止所设计出的关于物质基本工作原理的最准确的测试图像。它最辉煌的成就是在2012年发现了希格斯玻色子(Higgs boson)。希格斯玻色子赋予了其他所有基本粒子质量,早在1964年,就有人根据量子场论预测希格斯玻色子的存在。

传统的量子场理论很好地描述了高能粒子加速器的实验结果,比如欧洲核子研究中心的大型强子对撞机(Large Hadron Collider),希格斯粒子就是在那里被发现的,它探测物质的最小尺度。但如果你想了解在很多不那么深奥的情况下,电子如何在固体材料中运动或不运动,从而使一种材料成为金属、绝缘体或半导体,事情就变得更加复杂了。

但在所有这些实际问题的背后,隐藏着一个巨大的量子之谜。在基本层面上,量子物理学预测了物质如何运作的非常奇怪的事情,这些事情与现实世界中事物的运作方式完全不一致。量子粒子可以像粒子一样,在一个单一的位置;或者它们可以像波一样,分布在整个空间或同时分布在几个地方。它们如何出现似乎取决于我们选择如何测量它们,而在我们测量它们之前,它们似乎根本没有确定的属性——这让我们想到一个关于基本现实本质的根本难题。

这种模糊性导致了明显的悖论,比如薛定谔的猫,由于一个不确定的量子过程,一只猫既死又活。但这还不是全部。量子粒子似乎也能在瞬间相互影响,即使它们相距很远。这种真正令人迷惑的现象被称为纠缠,或者,用爱因斯坦(一位伟大的量子理论评论家)创造的短语来说,“远距离的幽灵行为”。这种量子能力对我们来说是完全陌生的,但却是超安全量子密码和超强大量子计算等新兴技术的基础。

7. 你知道什么是量子物理学吗

什么是量子物理学?简而言之,是物理学解释了一切的工作原理:我们对构成物质的粒子的性质以及它们相互作用的力的最好描述。

量子物理学是原子如何工作的基础,以及化学和生物学为何如此运作。您,我和门柱–至少在某种程度上,我们都在跳舞。如果要解释电子如何在计算机芯片中移动,光子如何在太阳能电池板上转换为电流或在激光中放大自身,甚至只是太阳如何持续燃烧,都需要使用量子物理学。

困难(对于物理学家来说就是乐趣)从这里开始。首先,没有单一的量子理论。量子力学是支撑一切的基本数学框架,它最初由Niels Bohr,Werner Heisenberg,ErwinSchrödinger等人于1920年代开发。它描绘了简单的事物,例如单个粒子或少数几个粒子的位置或动量如何随时间变化。

在这一切中,房间里有几只大象。首先,自然界的第四种基本力到目前为止,量子理论还无法解释。重力仍然是爱因斯坦广义相对论的领域,而广义相对论是一种甚至不涉及粒子的坚决非量子论。数十年来,人们为将重力置于量子保护伞之下,并在一种“万物理论”中解释所有基本物理原理而付出了巨大努力。

同时,宇宙学的测量表明,宇宙中超过95%的物质是由暗物质和暗能量组成的,在标准模型中我们目前尚无关于它们的解释,以及诸如量子物理学在宇宙的凌乱工作中的作用程度之类的难题。生活仍然无法解释。世界在某种程度上是量子的-但是量子物理学是否是关于世界的硬道理仍是一个悬而未决的问题。理乍得·韦伯

8. 到底什么是量子物理

我一直强调量子力学的基本假设应该首先被接受。

我认为对量子力学的理解,当然,我可以阅读一些书,了解一些基本实验(双缝干涉,纠缠态),也可以直接从基本假设来理解,因为它不是更加困难比牛顿定律的理解。

量子力学是物理世界的研究微观粒子的运动规律的物理学分支,主要研究原子、分子、凝聚态,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了现代物理学的理论基础。量子力学不仅是现代物理学的基本理论之一,而且在化学和许多现代技术中也得到了广泛的应用。

但是这个其实是一个术业有专攻的题,作为非专业人士确实难以回到。也不建议去和非专业人士探讨,完全是牛头不对马嘴的一个结果。

9. 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。

10. 量子力学中的“量子”究竟是什么东西怎样理解

一般来说,量子是可以显示物质或物理量特征的最小单位,如果物理量具有最小的不可分割的基本单位,则将物理量量化,最小的单位称为量子。量子英文名称量子来自拉丁语匡图斯,意思是多少,代表相当数量的某些物质,量子的概念在物理学中经常使用,它其实是指的是不可分割的基本个体。

其他物理量如角动量,自旋,电荷等也表现出这种不连续的量化现象,这其实与牛顿力学所代表的经典物理学有着根本的不同,因为量化现象主要表现在微观的物理世界,描述微观物理世界的物理理论是量子力学和各种怪物和鬼魂的自我媒介,在最新的量子理论中,经常有一些关于鬼魂,意识,死亡等的理论证明,这些其实都是无稽之谈。

关于量子力学中的量子究竟是什么东西怎样理解的问题,今天就解释到这里。

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