《奇妙的量子世界》PPT课件

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1、奇妙的量子世界一些可能使你感到困惑的量子现象……河北师范大学物理学院普通物理讲座之量子物理李冀2007-04-13Outline什么是量子理论？量子佯谬-薛定谔的猫、EPR悖论宏观量子效应量子力学与现代科学技术量子力学与科幻小说一、什么是量子理论？“量子”一词意指“一个量”或“一个离散的量”。量子理论又称为量子力学或量子物理学，是一组在极小尺度上主要应用于原子或更小实体的物理定律。量子理论的核心是测不准原理和波粒二象性概念的结合。量子物理实际上包含两个方面。一个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。

2、量子力学建立A旧量子论的形成（冲破经典—量子假说）1900Planck振子能量量子化1905Einstein电磁辐射能量量子化1913N.Bohr原子能量量子化B、量子力学的建立（崭新概念）1923deBroglie电子具有波动性1926-27Davisson,G.P.Thomson电子衍射实验1925Heisenberg矩阵力学1926Schroedinger波动方程1928Dirac相对论波动方程量子力学发展之路普朗克量子假说（1900年）谐振子的能量只能是普朗克是《PHYSIK》杂志的主编，他对爱因斯坦的工作给予了高度的评价。在普朗克获博士学位五十周年纪念会上普朗克向爱因

3、斯坦颁发普朗克奖章尼尔斯·玻尔(Bohr,Niels)1885年10月7日生于丹麦首都哥本哈根，1922年玻尔获诺贝尔物理学奖1920年在玻尔筹划下创立的哥本哈根大学理论物理研究所，在创立量子力学的过程中，成为世界原子物理研究中心．1962年11月18日，玻尔因心脏病突发而逝世．玻尔正在讲课玻尔（左）和海森伯（中）泡利（右）在一起玻尔其人，成绩优秀、全面发展、爱踢足球；学术平等、爱国反战。在玻尔研究所里学术空气很浓，玻尔演讲后与听众踊跃讨论。哥本哈根学派“丹麦是我出生的地方，是我的故乡，是我心中的世界开始的地方。”波尔著名诗句：波尔和他的五个儿子右2在1975年获诺贝尔物理奖（

4、因对原子核结构的研究）德布罗意(LouisVictorduedeBroglie,1892-1960)法国物理学家，1929年诺贝尔物理学奖获得者，波动力学的创始人，量子力学的奠基人之一。1923年，提出实物粒子也同样具有波动性。奥地利物理学家薛定谔（Schrodinger1887-1961）1926年提出量子力学中最基本的薛定谔方程1933年获诺贝尔物理奖。汇聚了物理学界智慧之脑的“明星照”1927年第五届索尔威会议爱因斯坦洛仑兹居里夫人普朗克德拜泡利康普顿薛定谔狄拉克埃伦费斯特布喇格玻尔海森伯玻恩朗之万德布罗意具有划时代意义的量子论---产生了半导体技术---改变了人类的生

5、活水平---扩展了我们这些专业-----引起了科学界的一场革命如果有一天量子力学突然不起作用了，将会发生什么现象？不可想象！自然界的一切物体都将解体为一个个原子，而电子说不定一齐落在原子核上。当然量子力学是不会突然不起作用的，它是微观世界的根本规律。尽管量子力学是为描述远离我们的日常生活经验的抽象原子世界而创立的，但它对我们日常生活的影响无比巨大。没有量子力学作为工具，就不可能有化学、生物、医学以及其他每一个关键学科的引人入胜的进展。没有量子力学就没有全球经济可言，因为作为量子力学的产物的电子学革命将我们带入了计算机时代。同时，光子学的革命也将我们带入信息时代。量子物理的杰作改

6、变了我们的世界，科学革命为这个世界带来了的福音，也带来了潜在的威胁。量子论是一个极为奇妙的理论从物理角度来说，它在科学家中间引起了最为激烈的争议和关注；从现实角度来说，它给我们的社会带来了无与伦比的变化和进步；从科学史角度来说，也几乎没有哪段历史比量子论的创立得到了更为彻底的研究。然而不可思议的是，它的基本观点和假说至今没有渗透到大众的意识中去，这无疑又给它增添了一道神秘的光环。波或粒子？（n=1,2,……）？驻波：r朗之万把德布洛意的文章寄给爱因斯坦，爱因斯坦说：“揭开了自然界巨大帷幕的一角”“瞧瞧吧，看来疯狂，可真是站得住脚呢”氢原子波函数曲线和轮廓图波动性与粒子性的共存

7、，很快就导致了关于自然界的一些令人吃惊的结论。几乎没有什么比著名的托马斯·杨（TomasYoung）双缝实验更能显示量子的模糊性了理查德·费恩曼(1918—88)曾经说：双孔实验包藏了量子力学的‘核心秘密’，无人懂得其中究竟发生了什么。它不仅仅表示量子实体运动时像波，到达和出发时像粒子，而且它们似乎还知道过去和未来。二、量子佯谬——薛定谔的猫、EPR悖论薛定谔的猫(Schrödinger'scat)是关于量子理论的一个理想实验。薛定谔和他的猫（1935年）玻尔名言：谁要是第一次听到