简述量子力学的发展

《简述量子力学的发展》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、简述量子力学发展摘要:量子力学是研究微观粒子运动规律的物理学科，属于研究微观粒子运动规律的分支。它的主要研究对象是分子、原子、凝聚态物质，此外还有原子核结构、性质等基础性理论。它同相对论共同构成了现代物理学的理论基础，量子力学除了在近代物理学方面起着基础性作用，同时在化学等相关学科以及很多近现代技术中得到广泛应用。通过量子力学的发展，人们对物质结构以及相互作用的原理的了解发生了质的变化。通过量子力学，很多之前无法解释的现象得到了真正的解释，新的现象也被精准的预言出来，因为通过量子力学的精确计算，以及精确的实验证明，很多之前无法触及的领域渐渐清晰明朋。量子力学发展前景广阔，在许多机器中，

2、量子隧道的效应已经发展成事实，如闪光存储片中可以通过量子隧道效应完成清除存储单元的工作。虽然量子力学主要是在物质的原子范畴内被广泛应用，但是很多大型系统也正在或将会运用到量子效应。关键词：量子力学;物理;微观;发展;应用一、旧量子论的产生和发展由于人们在十六、十七世纪对机械运动的基本规律已有了比较系统、比较完整的了解，经过伽里略、牛顿等科学家进行科学实验和推理，从而产生了物理学;到了十八世纪，物理学迅速地向前发展，以牛顿力学为基础，先后形成了热学和分子运动论、电磁学理论。到了十九世纪中期，形成了完整的、系统的经典物理学理论体系。运用这种经典理论，人们成功地解释了许多物理现象，解决了不少

3、生产实际问题。由于经典物理学在发展过程中几乎没有遇到什么重大难题，因而当时有许多物理学家错误地认为经典物理学理论是物理学的“最终理沦”，往后没有什么重大的工作可做了，只是解一下微分方程和对具体问题进行解释。但是，也就是在物理学家举杯庆贺经典物理学取得辉煌成就的时候，在经典物理学晴朗的天空中，不断出现了几朵“乌云”—经典理论无法解释的实验事实。其中最著名的是开耳芬称之为“第一号乌云”的迈克尔逊—莫雷实验与“第二号乌云”的黑体辐射实验，此外还有光电效应实验和原子光谱的实验规律等。当时大多数物理学家都希望并且相信，能用经典物理学理论驱散这些“乌云”。结果发现上述的实验事实，用经典物理学理论无

4、法解释，号称“完美无缺”的经典物理学开始破产，人们在对“第一号乌云”的研究中，引出了狭义相对论，而在对“第二号乌云”的研究中，引出了量子理论。人们从日常经验知道，一个物体(固体或液体)温度升高时，会向四周放射热量，这种现象叫做“热辐射”。在十九世纪后半期，由于热机广泛使用，电照明的需要和冶金技术的变革，引起了热辐射的研究，发现了绝对黑体(置于温度恒定的热槽中的开有一个小孔的金属封闭空腔辐射能量随波长而变化的实验曲线。在这个实验曲线面前，为了解答辐射能量分布随不同的波长而异，许多物理学家都力图从经典物理学理论出发推导出黑体辐射的具体能谱分布公式，维恩、端利一金斯等就是其中的几个。1893

5、年，德国物理学家维恩(Wien)应用经典物理学的热学理论创立了一种黑体辐射能量的理论，他所提出的公式可以较准确地描述辐射能量在光谱紫端的分布情况，但不适用于波长较大的红端。另一方面，英周物理学家端利和金斯川根据经典电磁理沦和经典统计理论的能量均分定理研究出了能够，描述光谱红端的辐射能量分布的方程，但却完全不适用于紫端。总之，当时根据经典物理学创立的最好理论只能解释光谱的这一半或那一半的能量分布情况，而无法同时适用于整个光谱。这些理论在解释黑体辐射能谱问题上的失玫，便开始动摇了人们对经典物理学的迷信，迫使人们不得不提出一些新的假设。量子力学是研究微观粒子运动规律的物理学科，属于研究微观粒

6、子运动规律的分支。它的主要研究对象是分子、原子、凝聚态物质，此外还有原子核结构、性质等基础性理论。它同相对论共同构成了现代物理学的理论基础，量子力学除了在近代物理学方面起着基础性作用，同时在化学等相关学科以及很多近现代技术中得到广泛应用。二十世纪初，物理学方面最大的突破一个是爱因斯坦提出的狭义相对论，另一个就是德国科学家普朗克所提出的量子概念。量子概念是普朗克在1900年首先提出的，继而在1925年到1926年，海森伯和薛定愕最终确立了量子力学，从而解决了原子物理等高深理论的基本问题，取得成功。随后，量子力学向着两个方向进一步发展，一个是更小的尺度应用，如原子以下的尺度，原子核物理学就

7、是在其引导下广泛发展的，进而发展为现在的基本粒子物理学。因此可以说，量子力学在人类对物质世界认识方面起着至关重要的作用，促使人们的眼光从宏观层次跨进微观层次。而另一个发展方向就是更大尺度的应用，例如分子问题，即量子化学相关问题。此外还有固体物理和凝聚态物理的相关问题。从研究对象的尺度来说范围也逐渐扩大，从固体物理到地球物理、行星物理，最后延伸到夭体物理和宇宙物理。二、德布罗意的物质波假设一物质的波粒二象性在前面谈到，为了解释原子的分立的线状光谱