相對(duì)論和量子論

1、相對(duì)論和量子論相對(duì)論和量子論量子論和相對(duì)論是二十世紀(jì)最偉大的兩個(gè)改變世界的理論，于今他們?nèi)匀簧钌畹挠绊懞透淖冎覀兊氖澜纭Ａ孔诱撌乾F(xiàn)代物理學(xué)的兩大基石之一。相對(duì)論解決了高速運(yùn)動(dòng)問題；量子力學(xué)解決了微觀亞原子條件下的問題。所以我們就不難確定它們各自的適用范圍：量子力學(xué)適用于微觀亞原子，量子論給我們提供了新的關(guān)于自然界的表述方法和思考方法。量子論揭示了微觀物質(zhì)世界的基本規(guī)律，為原子物理學(xué)、固體物理學(xué)、核物理學(xué)和粒子物理學(xué)奠定了理論基礎(chǔ)。它能

2、很好地解釋原子結(jié)構(gòu)、原子光譜的規(guī)律性、化學(xué)元素的性質(zhì)、光的吸收與輻射等。相對(duì)論是關(guān)于時(shí)空和引力的基本理論，主要由阿爾伯特愛因斯坦(AlbertEinstein)創(chuàng)立，依據(jù)研究的對(duì)象不同分為狹義相對(duì)論和廣義相對(duì)論。相對(duì)論和量子力學(xué)的提出給物理學(xué)帶來了革命性的變化，共同奠定了近代物理學(xué)的基礎(chǔ)。相對(duì)論極大的改變了人類對(duì)宇宙和自然的“常識(shí)性”觀念，提出了“同時(shí)的相對(duì)性”、“四維時(shí)空”、“彎曲時(shí)空”等全新的概念。相對(duì)論分為：狹義相對(duì)論和廣義相對(duì)論

3、，狹義相對(duì)論適用于慣性系，廣義相對(duì)論適用于慣性系和非慣性系。狹義相對(duì)論是建立在四維時(shí)空觀上的一個(gè)理論狹義相對(duì)論有兩個(gè)原理，一是相對(duì)性原理：物理規(guī)律在所有的慣性系中有相同的表達(dá)形式，二是光速不變?cè)恚赫婵罩械墓馑偈浅Ａ?，于光源或者觀測(cè)者的運(yùn)動(dòng)無關(guān)。狹義相對(duì)論的結(jié)論有：①長(zhǎng)度收縮；②時(shí)間延續(xù)；③相對(duì)質(zhì)量；④相對(duì)論多普勒效應(yīng)。狹義相對(duì)論的重要性；①建立了是用于高速運(yùn)動(dòng)的更加精確的時(shí)空觀；②促進(jìn)了原子能的利用；③導(dǎo)致了廣義相對(duì)論的建立，在天體觀

4、測(cè)中有重要應(yīng)用。廣義相對(duì)論是愛因斯坦繼狹義相對(duì)論之后，深入研究引力理論，于1913年提出的引力場(chǎng)的相對(duì)論理論。這一理論完全不同于牛頓的引力論，它把引力場(chǎng)歸結(jié)為物體周圍的時(shí)空彎曲，把物體受引力作用而運(yùn)動(dòng)，歸結(jié)為物體在彎曲時(shí)空中沿短程線的自由運(yùn)動(dòng)。因此，廣義相對(duì)論亦稱時(shí)空幾何動(dòng)力學(xué)，即把引力歸結(jié)為時(shí)空的幾何特性。廣義相對(duì)論的兩個(gè)基本原理是：一，等效原理：引力與慣性力等效；二，廣義相對(duì)性原理:等效原理所有的物理定律在任何參考系中都取相同的形式

5、。量子論給我們提供了新的關(guān)于自然界的表述方法和思考方法。量子論揭示了微觀物質(zhì)世界的基本規(guī)律，為原子物理學(xué)、固體物理學(xué)、核物理學(xué)和粒子物理學(xué)奠定了理論基礎(chǔ)。它能很好地解釋原子結(jié)構(gòu)、原子光譜的規(guī)律性、化學(xué)元素的性質(zhì)、光的吸收與輻射等。量子論：光電效應(yīng)、康普頓效應(yīng)、德布羅意波長(zhǎng)、波粒二象性。1923年，德布羅意提出了物質(zhì)波假說，將波粒二象性運(yùn)用于電子之類的粒子束，把量子論發(fā)展到一個(gè)新的高度。1925年1926年薛定諤率先沿著物質(zhì)波概念成功地確

6、立了電子的波動(dòng)方程，為量子理論找到了一個(gè)基本公式，并由此創(chuàng)建了波動(dòng)力學(xué)。幾乎與薛定諤同時(shí)，海森伯寫出了以“關(guān)于運(yùn)動(dòng)學(xué)和力學(xué)關(guān)系的量子論的重新解釋”為題的論文，創(chuàng)立了解決量子波動(dòng)理論的矩陣方法。1925年9月，玻恩與另一位物理學(xué)家約丹合作，將海森伯的思想發(fā)展成為系統(tǒng)的矩陣力學(xué)理論。不久，狄拉克改進(jìn)了矩陣力學(xué)的數(shù)學(xué)形式，使其成為一個(gè)概念完整、邏輯自洽的理論體系。1926年薛定諤發(fā)現(xiàn)波動(dòng)力學(xué)和矩陣力學(xué)從數(shù)學(xué)上是完全等價(jià)的，由此統(tǒng)稱為量子力學(xué)，

7、而薛定諤的波動(dòng)方程由于比海森伯的矩陣更易理解，成為量子力學(xué)的基本方程。為量子論的創(chuàng)立及發(fā)展作出貢獻(xiàn)的科學(xué)家有：維恩、瑞利普朗克、狄拉克、尼爾斯玻爾、路易德布羅意、薛定諤、海森伯、沃爾夫?qū)堇?、玻恩、理查德費(fèi)曼、海因里希赫茲、密立根現(xiàn)代用量子理論來解釋原子如何鍵合成分子，以此來理解物質(zhì)的這些狀態(tài)是再基本不過的。鍵合不僅是形成石墨和氮?dú)獾纫话慊衔锏闹饕颍乙彩切纬稍S多金屬和寶石的對(duì)稱性晶體結(jié)構(gòu)的主要原因。用量子理論來研究這些晶體，可