簡(jiǎn)述量子力學(xué)的發(fā)展

1、簡(jiǎn)述量子力學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)述量子力學(xué)發(fā)展摘要摘要:量子力學(xué)是研究微觀粒子運(yùn)動(dòng)規(guī)律的物理學(xué)科，屬于研究微觀粒子運(yùn)動(dòng)規(guī)律的分支。它的主要研究對(duì)象是分子、原子、凝聚態(tài)物質(zhì)，此外還有原子核結(jié)構(gòu)、性質(zhì)等基礎(chǔ)性理論。它同相對(duì)論共同構(gòu)成了現(xiàn)代物理學(xué)的理論基礎(chǔ)，量子力學(xué)除了在近代物理學(xué)方面起著基礎(chǔ)性作用，同時(shí)在化學(xué)等相關(guān)學(xué)科以及很多近現(xiàn)代技術(shù)中得到廣泛應(yīng)用。通過(guò)量子力學(xué)的發(fā)展，人們對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)以及相互作用的原理的了解發(fā)生了質(zhì)的變化。通過(guò)量子力學(xué)，很多之前無(wú)法解釋

2、的現(xiàn)象得到了真正的解釋?zhuān)碌默F(xiàn)象也被精準(zhǔn)的預(yù)言出來(lái)，因?yàn)橥ㄟ^(guò)量子力學(xué)的精確計(jì)算，以及精確的實(shí)驗(yàn)證明，很多之前無(wú)法觸及的領(lǐng)域漸漸清晰明朋。量子力學(xué)發(fā)展前景廣闊，在許多機(jī)器中，量子隧道的效應(yīng)已經(jīng)發(fā)展成事實(shí)，如閃光存儲(chǔ)片中可以通過(guò)量子隧道效應(yīng)完成清除存儲(chǔ)單元的工作。雖然量子力學(xué)主要是在物質(zhì)的原子范疇內(nèi)被廣泛應(yīng)用，但是很多大型系統(tǒng)也正在或?qū)?huì)運(yùn)用到量子效應(yīng)。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：量子力學(xué)物理微觀發(fā)展應(yīng)用一、舊量子論的產(chǎn)生和發(fā)展一、舊量子論的產(chǎn)生和發(fā)展

3、由于人們?cè)谑⑹呤兰o(jì)對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律已有了比較系統(tǒng)、比較完整的了解，經(jīng)過(guò)伽里略、牛頓等科學(xué)家進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)和推理，從而產(chǎn)生了物理學(xué)到了十八世紀(jì)，物理學(xué)迅速地向前發(fā)展，以牛頓力學(xué)為基礎(chǔ)，先后形成了熱學(xué)和分子運(yùn)動(dòng)論、電磁學(xué)理論。到了十九世紀(jì)中期，形成了完整的、系統(tǒng)的經(jīng)典物理學(xué)理論體系。運(yùn)用這種經(jīng)典理論，人們成功地解釋了許多物理現(xiàn)象，解決了不少生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題。由于經(jīng)典物理學(xué)在發(fā)展過(guò)程中幾乎沒(méi)有遇到什么重大難題，因而當(dāng)時(shí)有許多物理學(xué)家錯(cuò)誤地

4、認(rèn)為經(jīng)典物理學(xué)理論是物理學(xué)的“最終理淪”，往后沒(méi)有什么重大的工作可做了，只是解一下微分方程和對(duì)具體問(wèn)題進(jìn)行解釋。但是，也就是在物理學(xué)家舉杯慶賀經(jīng)典物理學(xué)取得輝煌成就的時(shí)候，在經(jīng)典物理學(xué)晴朗的天空中，不斷出現(xiàn)了幾朵“烏云”—經(jīng)典理論無(wú)法解釋的實(shí)驗(yàn)事實(shí)。其中最著名的是開(kāi)耳芬稱之為“第一號(hào)烏云”的邁克爾遜—莫雷實(shí)原子以下的尺度，原子核物理學(xué)就是在其引導(dǎo)下廣泛發(fā)展的，進(jìn)而發(fā)展為現(xiàn)在的基本粒子物理學(xué)。因此可以說(shuō)，量子力學(xué)在人類(lèi)對(duì)物質(zhì)世界認(rèn)識(shí)方面起

5、著至關(guān)重要的作用，促使人們的眼光從宏觀層次跨進(jìn)微觀層次。而另一個(gè)發(fā)展方向就是更大尺度的應(yīng)用，例如分子問(wèn)題，即量子化學(xué)相關(guān)問(wèn)題。此外還有固體物理和凝聚態(tài)物理的相關(guān)問(wèn)題。從研究對(duì)象的尺度來(lái)說(shuō)范圍也逐漸擴(kuò)大，從固體物理到地球物理、行星物理，最后延伸到夭體物理和宇宙物理。二、德布羅意的物質(zhì)波假設(shè)一物質(zhì)的波粒二象性二、德布羅意的物質(zhì)波假設(shè)一物質(zhì)的波粒二象性在前面談到，為了解釋原子的分立的線狀光譜，需要假定原子具有分立的能級(jí)，即假設(shè)原子內(nèi)電子運(yùn)動(dòng)的

6、某種不連續(xù)性?？墒请娮幼鳛橐环N粒子，本身不能提供運(yùn)動(dòng)能量不連續(xù)性的根據(jù)，要進(jìn)一步發(fā)展理論，必須從電子運(yùn)動(dòng)本性的探索入手。1923年法國(guó)青年物理學(xué)家德布羅意(L.deBroglei)第一個(gè)提出了這個(gè)想法，他大膽假定物質(zhì)粒子也有波動(dòng)性。德布羅意提出物質(zhì)波的假設(shè)不是偶然的。當(dāng)時(shí)他正在他兄長(zhǎng)莫里斯的X射線實(shí)驗(yàn)室工作，因此，他對(duì)于那些在經(jīng)典物理學(xué)理論的框架中所無(wú)法解決的問(wèn)題十分熟悉。同時(shí)，光的波粒二象性和舊的量子論給了他很大的啟示。如果承認(rèn)光的波

7、粒二象性，就是說(shuō)承認(rèn)原來(lái)以為只有波性的東西(如電磁波)竟可以有粒子性反過(guò)來(lái)，原來(lái)只有粒子性的東西，為什么不可以有波性呢德布羅意就是這樣把問(wèn)題倒過(guò)來(lái)考慮，提出了這樣一個(gè)問(wèn)題:“整個(gè)世紀(jì)來(lái)，在光學(xué)上，比起波動(dòng)的研究方法來(lái)，是過(guò)于忽略了粒子的研究方法在物質(zhì)的理論上，是否發(fā)生了相反的錯(cuò)誤呢是不是我們把關(guān)于`粒子’的圖象想得太多，而過(guò)份忽略了波的圖象呢”在他對(duì)問(wèn)題作了這種根本性的考慮之后，他大膽提出了微觀粒子也具有波動(dòng)性的假設(shè)。1923年他向法國(guó)