浅谈玻尔对量子力学建立的贡献

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1、本科生毕业（学位）论文浅谈玻尔对量子力学建立的贡献敖成松（2007061105）指导教师姓名：张小伟职称：讲师单位：物理与电子科学系专业名称：物理学论文提交日期：2011年月日论文答辩日期：2011年月日学位授予单位：黔南民族师范学院答辩委员会主席:论文评阅人:2011年月日浅谈玻尔对量子力学建立的贡献敖成松（2007061105）（黔南民族师范学院物理与电子科学系，贵州都匀558000）摘要：简要介绍了二十世纪丹麦伟大的物理学家尼尔斯·玻尔对量子力学做出的巨大贡献。关键词：量子力学；玻尔；玻尔理论；互补原理；哥本哈根学派ABriefTalkonBohrContri

2、butedtoQuantumMechanicsAoChengSong（2007061105）（DepartmentofPhysicsandElectronicScience,QiannanNormalCollegeforNationalities,Duyun558000,Guizhou）Abstract:ThepaperanalyzedthatBohr,whichwasthetwentiethcenturygreatphysicis,greatlycontributedtoquantummechanicsdevelopment.Keywords:Quantummec

3、hanics;NeilsBohr;Bouldertheory;Complementaryprinciple;Copenhagenschool在现代科学发展史上，量子力学的创立，标志着现代物理学大厦基本构造完成。它主要研究原子、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了现代物理学的理论基础。在这一理论创立过程中，当时一大批世界一流的天才物理学家为此立下汗马功劳。他们之中，又以海森伯、薛定谔、泡利、波恩、狄拉克等人的工作最为杰出、他们被视为量子力学的创始人。玻尔在这方面著述不多，他没有被正式列为这一伟大理论的创始人。但玻尔对量子力

4、学的贡献，与上述这些人相比毫不逊色，甚至更为巨大。如果将哥本哈根理论物理研究所比做一个大熔炉的话，量子力学理论就是在这座熔炉中锻造出来的，玻尔在哥本哈根这个学术集体中，就像一个指引着大家向既定目标前进的统帅，或者说是“哥本哈根乐团”的总指挥。[1]尼尔斯·玻尔(NielsHenrikDavidBohr。1885—1962)1885年10月7日出生于丹麦的哥本哈根，从小学到大学，玻尔一直在哥本哈根读书，1905年获得丹麦科学协会征文比赛金质奖，于1911年取得博士学位。从1920年起，一直领导哥本哈根大学理论物理研究所，直到1962年去世，由于对理解原子结构的卓越贡献

5、，玻尔于1922年获得诺贝尔奖金。[2]他对量子力学的贡献主要有以下几个方面：1．玻尔理论的提出1859年，本生(R，W．Bunsen，1811—1899)和基尔霍夫发明了棱光分光镜，这使光谱的测量成为可能，因而，实验光谱学在十九世纪下半叶发展到了很高的水平，有关的研究工作首先是向寻找线光谱规律性的方向发展。其中，巴尔末(JohannBalmer，1825—1898)在1885年发现，氢光谱当时已知的全部谱线的波长可用这样一个公式来表达：=b[n2／(n2-2)]，这里，b是一个常数(由巴尔末根据实验经验地定出了它的值)，n取3、4、5…等值，以对应各条谱线。当时对

6、已知的氢光谱的九条谱线的测量结果都极好地和这一公式相吻合(误差还不到千分之一)。其他光谱中的规律性也随即被发现了，其中里德伯发现了一个适用于许多光谱组的普遍公式：如果按照较为常用的波数的表达式(=1／n)，巴尔末公式就成了具有普遍意义的里得伯公式的一个特例：=1／=RH(1／22-1／n2)(n=3，4，5⋯)式中，RH称做氢里德伯常数。如果把括号中的第一项换做nf，并令n取(nf+1)(nf+2)(nf+3)⋯等值，便可得到氢光谱中各个已知谱线系的表达式。除此以外，还有里兹提出了里兹组合原则。这些经验公式在许多方面很有用处，特别是在预言新谱线方面，但对于这些线光谱

7、存在的原子机制，当时没有人能够给出令人信服的结论。1911年，卢瑟福(ErnestRutherford)根据自己的粒子散射实验提出了原子的核式模型，指出原子中含有电子云，它分布在质量密集的、带正电的原子核周围，而核的线度比起整个原子的线度来是极其微小的，然而，原子的卢瑟福模型存在着一个基本困难：依照公认的电动力学法则，绕核运动的电子将连续发光，并因能量损耗终将崩溃落人核内，这与观察到的分立光谱线并不一致。为了解决这一矛盾，1913年，玻尔提出了两点假没：第一点假设认为，电子只能在某些确定的轨道上运动，这就是所谓的“定态”，电子只要停留在这些态中的任何一个，它就不