物理学史小论文

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1、量子力学的发展-…从量子论到量子力学摘要：量子论，量子力学，一对相近的名字,也许很多人会说它们是同一个概念，因为我刚听到这两个词的时候就是这么认为的，但是经过了将近半个学期的学习，我慢慢发现它们并不是相同的,我也开始对量子力学有了更加清楚的认识，至少它不是无法理解的，虽然还冇很多很多的问题冇待我们解决，但是量子力学已深入到物理学中了，并成功解释了许许多多经典物理无法解决的问题.而量了力学究竟是如何发展起來的呢？正文:1900年，普朗克针对经典物理学解释黑体辐射的困难，提出辐射能量量子化的概念，发表了著名的量子假说；然而当时很少有人注意他的文章，更不要说理解

2、它了.而爱因斯坦却认真对待这一革命性的观念,1905年，他针对光电效应的实验事实与经典观念的才盾，提出光量了的概念；无独有偶，爱因斯坦的论文同样不受名人重视.在1913年，波尔把普朗克一爱因斯坦的量子化概念用到卢瑟福模型，提出了量子态的观念。不过，这吋的量子论在逻辑和对实际问题的处理都有严重的缺陷，而“物质粒子的波粒两象性”使之更严密。在此基础之上，海森伯、波恩和薛定谴等人建立了量子力学。关键词：黑体辐射，光电效应，波粒两象性，薛定谱方程一基本理论分析1、黑体辐射的提出黑休是指能将入射的任何频率的电磁波全都吸收的理想物体，当黑休受热后以电磁波的形式向外辐射

3、能量称为黑体辐射。1859年，基尔霍夫(G.R.Kirchhoff)证明：黑体与热辐射达到平衡时，辐射能量密度E(v,T)随频率v变化曲线的形状与位置只与黑体的绝对温度T有关，而与空腔的形状及组成的物质无关。1893年，维恩(W.Wien)测得黑体辐射本领R(儿T)在不同温度T下，随九的变化规律，如左边的图。1900年普朗克在维恩、瑞利和金斯的公式之上提出了普朗克公式，而普朗克在研究和分析普朗克公式的形成机制时发现，必须引入不可思议的量了假说才能从理论上推出普朗克公式，量子假说是指辐射黑体中的分子、原子振动可看作线性谐振子，它和周围电磁场交换能量的能量值只

4、能为某一最小能量（称为能量子）的整数倍。2、爱因斯坦的光电效应1905年，爱因斯坦发展了普朗克的量了说，他认为光在空间传播时正像粒了那样运动，这种粒子后來被称为光量子，由此，爱因斯坦成功地解释了光电效应。光电效应有如下规律：①任何一种金属都有一个极限频率，入射光频率必须大于这个极限频率，才能产生光电效应，低于这个频率的光不能发生光电效应，能否发生光电效应，不取决于光强，只取决于频率。②光电子最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光频率的增大而增大。③入射光照射到金属上时，光电了的发射几乎是瞬时的，一般不超过10~9So④当入射光的频率大于极限频率吋，单位吋

5、间从金属表面逸出的光电子数口与入射光的强度成正比。3、光的波粒两彖性理论光的波动性和粒子性是对立统一的，我们可以从4点可以看出：①大量光子产生的效果显示出波动性，个别光了产生的效果显示出粒了性。②光了和电了、质了等实物粒子一样，具有能量和动量。和其他物质相互作用时，粒子性起主导作用；在光的传播过程屮，光子在空间各点出现的可能性的大小（概率），由波动性起主导作用，因此称光波为概率波。③光子的能量与其对应的频率成正比，而频率是波动性特征的物理量，因此e=m,揭示了光的粒子性和波动性之间的密切联系。④对不同频率的光，频率低、波长长的光，波动性特性显著；而频率高、

6、波t短的光，粒子性特征显著。综上所述，光的粒子性和波动性组成一个有机的统一体，相互间并不是独立存在。光既表现岀波动性又表现岀粒子性，很难用宏观世界的观念来认识，必须从微观的角度建立起光的行为图景，认识光的波粒二象性，需要明确的是：爱因斯坦光子说中的“粒子”和牛顿微粒中的“粒子”是两个完全不相同的概念；同样，麦克斯韦电磁说屮的“波”与惠更斯波动说屮的“波”也是不同理论领域中完全不同的概念，其本质区别在于微观卅:界的认识论与宏观世界的认识论的区别。4、薛定谴方程的提出与应用薛定谭方程是量子力学的基本方程，它揭示了微观物理世界物质运动的基本规律，就像牛顿定律在经

7、典力学屮所起的作用一样，它是原子物理学屮处理一切非相对论问题的有力工具。而用它来描述波函数时应该满足下面条件①标准条件：鸭（力必须单值、冇限、连续，因为粒子的概率在任何地方只能冇一个值,不可能无限大且不可能在某处发生突变。②归一化条件：粒了在空间各点的概率总和应为1。在这一系列的基础上，经过儿年的努力，终于在1925-1928年期间由海森伯，玻恩，薛定谱和狄拉克等人建立了量子力学一-它与相对论一起构成近代物理学的两大理论支柱•量子力学也从此不断完善与发展，并被人们接受，而且有许多人投身其中。