量子理论
原子的量子理论
原子的量子理论量子力学是20世纪物理学的基础理论，它是描述微观粒子如电子、原子和核子等，以及它们之间相互作用的实用工具。
它也是电子器件中影响芯片设计的核心技术。
虽然量子力学有着很多复杂的数学表达式，但它的基本概念并不难理解。
量子力学的概念源于1902年霍金斯的粒子力学。
粒子力学告诉我们，每一个物体都有一个定性的位置，是由一系列定性的定义排列组成的。
比如一个电子，可以用数字表示位置。
粒子力学还告诉我们，电子有一定的能量。
它可以通过跳跃到另一个位置来改变这些能量的数量。
量子力学的基本概念之一是电子不能随便位置，而是只能处于能够发出光子的特定能量状态中。
这些能量状态是由量子力学的半波方程求解下来的。
同样的，原子的特定能量状态也是由量子力学的方程求解的。
由此，量子力学可以描述电子和原子的行为，以及它们之间的相互作用。
量子力学还发现，所有实体都有一定的粒子和波性质。
电子可以表现出波粒性，这意味着它既有粒子特性，又有波特性。
粒子和波性质有许多细微的差异，比如粒子具有所谓的"位置"和波具有"无位置"。
这些细微的差异在量子力学中被称为局域性和非局域性。
此外，量子力学还发现，某些物体有一种特殊的性质，就是它们可以在两个状态间迅速跳跃。
这种不可逆的跳跃被称为"量子"，而这种特性被称为"量子跃迁"。
量子跃迁由粒子和波性质结合而成，并且对于构成快速电子元件，它们起到至关重要的作用。
量子力学是物理学上一项非常有用的工具，它使其行为的物理机制、构建原子的数量和运行电子元件的步骤都得以量化。
此外，量子力学有助于更好地理解宇宙的本质，以及物质是如何出现的，以及它们如何影响宇宙未来发展。
量子力学理论的历史与发展
量子力学理论的历史与发展量子力学是20世纪物理学中最重要的一门学科，曾被喻为“现代物理学的基石”。
它的发展经历了一个漫长而又曲折的历史过程。
本文将从量子力学的起源、基本原理、实验验证、建立标准模型等方面来进行详细的讲述，以探究其历史和发展。
一、量子力学的起源与基本原理量子力学的起源始于1900年左右，当时德国物理学家普朗克在研究黑体辐射时，提出了一个假设：辐射在吸收和发射时的能量不是连续的，而是由一个一个被称为“量子”的能量单位构成的。
随着后来的研究，这个假设得到了证明，被称为“普朗克能量子”。
1905年爱因斯坦发表了光电效应理论，提出光子假说，即光是由一些分散的、能量离散的粒子组成的。
这一理论的确立，在量子力学发展中也起到了至关重要的作用。
随着科学家们在研究中发现更多的证据，量子力学逐渐奠定了与经典物理截然不同的基础。
基于量子力学，许多热门领域得以诠释和解释。
其最基本的原理是能量和物质的离散化，即能量存在于基本单元中，同时它也支持了一系列前所未有的量子效应，如量子隧道效应、量子纠缠、量子力学的不确定性原理等。
二、量子力学的实验验证理论的建立离不开实验的验证。
20世纪初，随着量子力学的发展，越来越多的实验被提出来，用来验证和探究这个新兴的物理学体系。
以双缝实验为例，它是探究光子与物质之间相互作用的重要手段之一。
在双缝实验中，以光子为例，它通过两个狭缝进行干涉，最终形成了干涉条纹，这种形象的结果直接说明了粒子波粒二象性的存在。
除此之外，狄拉克提出的“反粒子”假说也成功得到验证，情况是那么普遍，以至于最基本和常见的物理机制都可以在实验验证中得到印证。
三、标准模型的建立随着量子力学的逐步发展和实验验证，标准模型逐渐建立起来。
标准模型是一个涉及量子力学、相对论和各种粒子的理论框架，旨在对基本相互作用和基本粒子的特性进行描述。
它由强相互作用、弱相互作用和电磁相互作用三部分组成。
标准模型虽是一个与实验结果吻合度非常好的理论框架，但仍存在一些问题和挑战。
量子力学的五大原理
量子力学的五大原理量子力学是描述微观物理现象的理论框架，它具有一些基本原理，这些原理揭示了微观物理系统的行为和性质。
以下是量子力学的五大基本原理：1.波粒二象性：波粒二象性原理是量子力学中最为重要的原理之一、它指出微观粒子既可以表现出波动性质，也可以表现出粒子性质。
根据双缝干涉实验的结果，当微观粒子通过双缝时，它们会产生干涉图样，这表明微观粒子具有波动性质。
而当对一个微观粒子进行观察时，它们表现出粒子性质，只能出现在一些特定位置上。
这个原理的存在表明我们不能同时知道微观粒子的位置和动量。
2.不确定性原理：不确定性原理是量子力学的核心原理之一，也是波粒二象性原理的一个推论。
不确定性原理指出，对于同一物理量的不确定度，无论是位置和动量，还是能量和时间等，存在一种不可避免的限制。
具体而言，不确定性原理指出，我们不能同时知道一个微观粒子的位置和动量的确定值，对于一些物理量的测量结果，我们只能得到概率分布。
3.薛定谔方程：薛定谔方程是量子力学中描述微观粒子行为的基本方程之一、它由奥地利物理学家厄尔温·薛定谔于1925年提出。
薛定谔方程描述了量子态的演化，即波函数的时间演化。
薛定谔方程是一个非常重要的方程，它可以用来计算微观粒子在给定势能场中的行为，包括粒子的能量和波函数。
4.算符和测量：量子力学中，算符是描述物理量的数学量。
对于特定的物理量，我们可以通过对应的算符对量子态进行操作，从而获得特定物理量的测量结果。
测量原理是量子力学中的一个基本原理，它指出，在进行测量时，我们得到的结果只能是特定的物理量的一个确定值，而不是多个值。
具体来说，当我们对一个量子态进行测量时，测量算符将量子态投影到特定的本征态上，然后我们只能得到特定的测量结果。
5.量子纠缠：量子纠缠是一种量子力学中特殊的相互关联性质。
当两个或多个粒子在一些方面处于纠缠状态时，它们的状态不能被独立地描述，只能描述整个系统的状态。
这意味着当我们改变一个粒子的状态时，另一个纠缠粒子的状态也会相应改变，即使它们之间的距离很远。
量子力学基本原理-量子论
Bohr理论成功地解释了当 时已知的Balmer、Paschen 和Brackett线系。 预 测 n1 ＝ 1 定 态 的 光 谱 线 的波长121.6nm等，1915年 被Lyman发现，称为Lyman 线系。
Bohr理论同样适用于类氢离子光谱的解释
E
R
Z2 n2
1.1.3 氢原子光谱
研究原子的结构及其规律常用的实验方法
利用高能粒子对原子进行轰击。 观测在外界激发下（电火花、电弧、火焰或其 它方法）原子所发射的光辐射。
元素的原子被火焰、电弧等激发时，能受激而 发光，形成光源。将它的辐射线通过狭缝或棱 镜，可以分解为许多不连续的明亮的线条，称 为原子光谱。
与此相反，Wien方程只在
－－“紫外灾难” 高频区符合。
Kelvin （ 1900 年 ） ： 物 理 学理论的大厦飞来两朵乌 云，它动摇了物理理论的 基础。 Michelson 否 定 了 绝 对 参 照系的存在。 经 典 电 磁 波 理 论 无 法 解 释黑体辐射。
Kelvin：热力学第二定 律、及第一定律的数学 表达式。
普朗克能量量子化假 设的提出，突破了传 统物理能量连续观念 的束缚，标志着量子 论的诞生。
M. Planck 1858～1947，德国 1918年Nobel物理奖
1.1.2 光电效应
金属片受光的作用放出电子的现象称为光电效应，这 是由Hertz及其助手Lenard于1887年发现的。
光电效应实验装置图
光的电磁波理论不能解释黑体辐射现象。 1900年，Planck量子论解释了这一现象。 1905年，Einstein光子说解释了光电效应； 1923年，Compton效应进一步证实了光子说。
量子力学三大理论基础
量子力学三大理论基础量子力学是描述微观世界中粒子运动规律的理论体系，其发展史可追溯到20世纪初。
在量子力学的研究中，有三大理论基础是至关重要的，它们分别是波粒二象性、不确定性原理和量子叠加原理。
波粒二象性波粒二象性是最早提出的量子力学的基础概念，指的是微观粒子既具有粒子的特征，如位置和能量，又具有波动的特征，如干涉和衍射。
这个概念首次被德国物理学家德布罗意提出，他认为粒子也像波一样存在一种波动。
之后的实验证实了电子、中子等粒子都具有波动性质，确立了波粒二象性的观念。
波粒二象性的概念不仅揭示了微观世界的新规律，也为量子力学的发展提供了坚实的基础。
通过波粒二象性，我们可以更好地理解微观世界中粒子的行为，例如解释干涉实验结果和电子双缝干涉现象等。
不确定性原理不确定性原理是由著名的物理学家海森堡提出的，其核心思想是在同一时刻无法确定一个粒子的位置和动量。
简单来说，当我们对一个粒子的位置进行测量时，其动量将变得不确定，反之亦然。
这个原理的提出打破了牛顿力学中确定性的观念，揭示了微观世界的一种新奇特性。
不确定性原理的发现对于我们理解和描述微观粒子的行为起到了至关重要的作用。
它不仅给出了一种全新的解释，也为量子力学的进一步发展奠定了基础。
量子叠加原理量子叠加原理是量子力学中的另一个重要基本原理，它表明一个量子系统可以处于多个态的叠加态。
换句话说，在某些情况下，一个粒子不仅可以处于A态或B态，还可以同时处于A态和B态的叠加态。
这种叠加态的出现在经典力学中是难以想象的，但在量子力学中却是一种普遍现象。
量子叠加原理为我们提供了一种全新的量子态描述方式，丰富了我们对于微观粒子行为的认识。
通过对叠加态的研究，科学家们不断深化对量子力学的理解，推动了量子技术和量子计算等领域的发展。
总结以上所述的波粒二象性、不确定性原理和量子叠加原理构成了量子力学的三大理论基础。
这三个基本概念为我们揭示了微观世界中粒子行为的规律，为科学家们探索更深奥的量子世界提供了宝贵的线索。
量子理论简介
• 和环境和交换机及环 境和交换机
• 歼击机
• 版本vnbngnvng
2020/3/25
篟豵囝嫁鳙垎翩怕晶赬靍遼濉乶 諷顪爂忐瓪铺
• 11111
• 该放放风放放风放放 风方法
• • • • 共和国规划
2020/3/25
• •
看空 快尽快快 见间 空快将尽 看接 间尽见快 见口 进快快尽
即 空将尽快 可 间尽快尽
氢
原 子 能 级 跃
与 光 谱 系
n n4 n3
n2
E 0
帕邢系 布拉开系
巴耳末系
E
迁
n 1
莱曼系
2020/3/25
四 氢原子玻尔理论的意义和困难
（1）正确地指出原子能级的存在（原子能量量子化）； （2）正确地指出定态和角动量量子化的概念； （3）正确的解释了氢原子及类氢离子光谱； （4）无法解释比氢原子更复杂的原子； （5）把微观粒子的运动视为有确定的轨道是不正确的； （6）是半经典半量子理论，存在逻辑上的缺点，即把
轨道是稳定的 .
量子化条件 Lmvr n h 2π
主量子数
n1,2,3,
假设三 当原子从高能量 E i 的定态跃迁到低能量
E f 的定态时，要发射频率为 的光子.
频率条件 hEi Ef
2020/3/25
（3）氢原子能级公式
由牛顿定律
e2
4π 0rn2
m vn2 rn
由假设 2 量子化条件 mvnrn
卢瑟福的原子有核模型（行星模型） 原子的中心有一带正电的原子核，它几乎集中了 原子的全部质量，电子围绕这个核旋转，核的尺寸与 整个原子相比是很小的 。
2020/3/25
六 氢原子的玻尔理论
量子理论读后感10篇
量子理论读后感10篇《量子理论》是一本由曼吉特·库马尔著作，重庆出版社出版的322图书，本书定价：55.80元，页数：2022-1，特精心从网络上整理的一些读者的读后感，希望对大家能有帮助。
《量子理论》读后感(一)：量子物理史就当做科普读物来看，以爱因斯坦和波尔关于量子理论的哲学争辩为主线，介绍了这门学科的开展史。
就是人名可真难记~，有些琐碎，有时按时间来写，有时按某个人的学术进展来写。
每一个人都有执念，只是有的自己不知道吧，比方爱因斯坦就坚信统一场理论，他成认波尔的理论是正确，但是绝不是完全的。
可惜两人一生都没有分出胜负。
很多科学发现都有着精彩的故事，比方杨缝干预，光的波粒二象性，各个精妙的思想实验~，要是在上学的时候老师能讲讲背后的故事就好了。
他们的思辨方式，对科学的态度，以及日复一日的为一个目标努力，或一辈子都默默无闻…，太多的人是死后其某篇论文被挖掘出来引发新的理论或方法，那些提出这些方法的人应当被记住，那些默默消失在学术历史长河中的奠基人也应当被铭记。
《量子理论》读后感(二)：我的一生，所幸有一位好对手1927年10月，在布鲁塞尔举行的第五次索尔维会议上，爱因斯坦和玻尔开始争辩量子力学的根底和现实世界的性质。
这是爱因斯坦第一次公开指责哥本哈根解释。
在此之前，泡利于1925年1月发现不相容原理，海森堡于9月推导出矩阵力学，同年12月，薛定谔建立了统计意义的波动方程。
就在这次会议前一个月，玻尔在意大利提出了他的互补性原理和哥本哈根解释的中心内容。
3年后的第六次索尔维会议上，爱因斯坦与玻尔进行第二轮论战，爱因斯坦以光盒思想实验挑战哥本哈根解释的一致性，尽管玻尔以海森堡在1927年2月发现的测不准原理反驳了此实验，但光盒对玻尔的影响一直持续到他去世前的那个晚上。
1935年5月，爱因斯坦、波多尔斯基和罗森〔EPR〕在《物理评论》上发表了另一篇粒子纠缠态思想实验的文章，指出非定域性违背了相对论及量子力学所描述的物理现实是不完整的，10月玻尔发表了对EPR的答复，尽管这个答复后来被认为是一种狡辩，但由此开辟了另一个关于量子力学的隐变量和定域-非定域性的战场。
量子理论的诞生和发展从量子论到量子力学
发展历程
量子理论的起源可以追溯到20世纪初，当时科学家们开始研究电子、光子等 微观粒子的性质。在经典物理学中，这些微观粒子被视为连续的波动，但随着实 验技术的发展，人们发现微观粒子的行为越来越像粒子，具有不连续性和不可预 测性。这促使了量子论的诞生。
1900年，普朗克提出了著名的普朗克公式，成功解释了黑体辐射实验数据， 标志着量子论的开端。之后，爱因斯坦、玻尔、德布罗意等人不断完善和拓展量 子理论，提出了光子概念、波粒二象性、不确定性原理等重要观点。到了20世纪 30年代，海森堡、薛定谔等人建立了量子力学，实现了对微观世界的更准确描述。
量子力学的பைடு நூலகம்立与科技创新的评价体系：纪念普朗克创立量子论100周年
在21世纪的开端，我们迎来了物理学的一个重要里程碑——量子力学诞生 100周年。自普朗克于1900年提出量子这一概念以来，量子力学的发展改变了我 们对自然世界的理解，并引领了无数科技创新。本次演示将回顾量子力学的建立 过程，探讨科技创新评价体系，并展望量子力学的未来发展。
一、量子力学的建立
20世纪初，随着普朗克、爱因斯坦、玻尔等众多科学家的努力，量子力学逐 渐建立起来。这一理论突破了经典物理学的限制，为我们揭示了一个全新的微观 世界。
量子力学的基本原理包括不确定性原理、量子态叠加原理以及量子纠缠等。 这些概念在物理学、化学、医学等领域有着广泛的应用。例如，量子计算机的研 制和量子通信技术的发展，都离不开对量子力学基本原理的深入理解和研究。
量子理论的应用范围广泛，它在各个领域都发挥了不可或缺的作用。在物理 学中，量子理论不仅成功解释了许多经典理论无法解释的现象，还为新材料的研 发和精密测量提供了理论基础。在化学领域，量子理论帮助研究者们更好地理解 分子的结构和性质，为材料的设计和合成提供了指导。在生物学中，量子理论为 研究细胞代谢、光合作用等复杂系统提供了新的视角和方法。
量子理论
量子理论19世纪末20世纪初，物理学处于新旧交替的时期。
生产的发展和技术的提高，导致了物理实验上一系列重大发现，使当时的经典物理理论大厦越发牢固，欣欣向荣，而唯一不协调的只是物理学天空上小小的"两朵乌云"。
但是正是这两朵乌云却揭开了物理学革命的序幕：一朵乌云下降生了量子论，紧接着从另一朵乌云下降生了相对论。
量子论和相对论的诞生，使整个物理学面貌为之一新。
中文名量子论外文名Quantum theory别称量子力学提出者普朗克提出时间1900年应用学科物理学适用领域范围黑体辐射数学基础微分几何、线性代数目录1简介2量子理论的发展与建立▪历史的孕育▪旧量子论的建立1简介编辑量子论是现代物理学的两大基石之一。
量子论给我们提供了新的关于自然界的表述方法和思考方法。
量子论揭示了微观物质世界的基本规律，为原子物理学、固体物理学、核物理学和粒子物理学奠定了理论基础。
它能很好地解释原子结构、原子光谱的规律性、化学元素的性质、光的吸收与辐射等。
2量子理论的发展与建立编辑该文回顾了从量子理论提出到量子力学建立的一段历史,详细叙述了在量子理论发展过程中每一种新的思想提出的曲折经过.19世纪末20世纪初,物理学处于新旧交替的时期.生产的发展和技术的提高,导致了物理实验上一系列重大发现,使当时的经典物理理论大厦越发牢固，欣欣向荣，而唯一不协调的只是物理学天空上小小的"两朵乌云"。
但是正是这两朵乌云却揭开了物理学革命的序幕:一朵乌云下降生了量子论,紧接着从另一朵乌云下降生了相对论.量子论和相对论的诞生,使整个物理学面貌为之一新.马克思有句名言:"历史上有惊人的相似之处."正处于新的世纪之交的20世纪的物理学硕果累累,但也遇到两大困惑----夸克禁闭和对称性破缺.这预示着物理学正面临新的挑战.重温百年前量子论建立与发展的那段历史,也许会使我们受到新的启迪.历史的孕育在19世纪末,经典物理学理论已经发展到相当完备的阶段.几个主要部门----力学,热力学和分子运动论,电磁学以及光学,都已经建立了完整的理论体系,在应用上也取得了巨大成果.其主要标志是:物体的机械运动在其速度远小于光速的情况下,严格遵守牛顿力学的规律;电磁现象总结为麦克斯韦方程组;光现象有光的波动理论,最后也归结为麦克斯韦方程组;热现象有热力学和统计物理的理论.在当时看来,物理学的发展似乎已达到了颠峰.于是,多数物理学家认为物理学的重要定律均已找到,伟大的发现不会再有了,理论已相当完善了.以后的工作无非是在提高实验精度和理论细节上作些补充和修正,使常数测得更精确而已.英国著名物理学家开尔文在一篇瞻望20世纪物理学的文章中,就曾谈到:"在已经基本建成的科学大厦中,后辈物理学家只要做一些零碎的修补工作就行了."然而,正当物理学界沉浸在满足的欢乐之中的时候,从实验上陆续出现了一系列重大发现.如固体比热,黑体辐射,光电效应,原子结构cdots cdots这些新现象都涉及物质内部的微观过程,用已经建立起来的经典理论进行解释显得无能为力.特别是关于黑体辐射的实验规律,运用经典理论得出的瑞利-金斯公式,虽然在低频部分与实验结果符合得比较好,但是,随着频率的增加,辐射能量单调地增加,在高频部分趋于无限大,即在紫色一端发散,这一情况被埃伦菲斯特称为"紫外灾难";对迈克尔逊-莫雷实验所得出的"零结果"更是令人费解,实验结果表明,根本不存在"以太漂移".这引起了物理学家的震惊,反映出经典物理学面临着严峻的挑战.这两件事被当时物理学界的权威称为"在物理学晴朗的天空的远处还有两朵小小的,令人不安的乌云".然而就是这两朵小小的乌云,给物理学带来了一场深刻的革命.下表列出了世纪之交，物理学上有重大意义的实验发现：eginmbox{年代}& mbox{人物}& mbox{贡献}1895 & mbox{伦琴} & mbox{发现X射线}1896 &mbox{贝克勒尔}& mbox{发现放射性}1896 &mbox{塞曼} & mbox{发现磁场使光谱线分裂}1897 &mbox{J.J汤姆生} &mbox{发现电子}1898 &mbox{卢瑟福} & mbox{发现}alpha.eta mbox{射线}----1898 &mbox{居里夫妇} &mbox{发现放射性元素钋和镭}1899--1900 &mbox{卢梅尔和鲁本斯等人} &mbox{发现热辐射能量分布曲线偏离维恩分布率}--1900 &mbox{维拉德}&mbox{发现了}gammambox{射线}1901 &mbox{考夫曼} &mbox{发现电子的质量随速度增加}1902 &mbox{勒那德} &mbox{发现光电效应基本规律}1902 &mbox{里查森} &mbox{发现热电子发射规律}1903 &mbox{卢瑟福} &mbox{发现放射性元素的蜕变规律}end这些新的物理现象,打破了沉闷的空气,把人们的注意力引向更深入,更广阔的天地;这一系列新发现,跟经典物理学的理论体系产生了尖锐的矛盾,暴露了经典物理理论中的隐患,指出了经典物理学的局限.物理学只有从观念上,从基本假设上以及从理论体系上来一番彻底的变革,才能适应新的形势.由于这些新发现,物理学面临大发展的局面:1.电子的发现,打破了原子不可分的传统观念,开辟了原子研究的崭新领域;2.放射性的发现,导致了放射学的研究,为原子核物理学作好必要的准备;3.以太漂移的探索,使以太理论处于重重矛盾之中.为从根本上抛开以太存在的假设,创立狭义相对论提供了重要依据;4.黑体辐射的研究导致了普朗克黑体辐射定律的发现.由此提出了能量子假说,为量子理论的建立打响了第一炮.总之,在世纪之交的年代里,物理学处于新旧交替的阶段.这个时期,是物理学发展史上不平凡的时期.经典理论的完整大厦,与晴朗天空的远方漂浮着两朵乌云,构成了19世纪末的画卷;20世纪初,新现象,新理论如雨后春笋般不断涌现,物理学界思想异常活跃,堪称物理学的黄金时代.这些新现象与经典理论之间的矛盾,迫使人们冲破原有理论的框架,摆脱经典理论的束缚,在微观理论方面探索新的规律,建立新的理论.旧量子论的建立20世纪初,新的实验事实不断发现,经典物理学在解释一些现象时出现了困难,其中表现最为明显和突出的是以下三个问题:黑体辐射问题;光电效应问题;原子稳定性和原子光谱.量子概念就是在对这三个问题进行理论解释时作为一种假设而提出的。
量子力学三种理论形式的核心思想
量子力学三种理论形式的核心思想
量子力学是描述微观世界中粒子行为的理论框架，自诞生以来，经历了多种理
论形式的演变。
本文将探讨量子力学的三种主要理论形式，分别是波动力学理论、矩阵力学理论和路径积分理论，以及它们的核心思想。
1. 波动力学理论
波动力学理论是量子力学的最早形式之一，由德国物理学家德布罗意提出。
该
理论指出，微观粒子具有波粒二象性，可以用波函数描述其运动状态。
核心思想包括： - 波函数描述了粒子的概率振幅，而非确定性轨道； - 波函数的演化由薛定谔
方程描述，描述粒子在势能场中的运动规律； - 观测量的测量结果是波函数的模平方，表示出现某一结果的概率。
2. 矩阵力学理论
矩阵力学理论是由海森堡等提出的，采用数学矩阵来描述微观粒子的运动规律。
核心思想包括： - 物理量用具体算符表示，算符的本征值为可能的测量结果； - 系
统的演化由海森堡运动方程描述，描述算符随时间的变化规律； - 观测前状态和观
测后状态之间的关系由算符演化确定。
3. 路径积分理论
路径积分理论由费曼等提出，是一种和波动力学、矩阵力学不同的量子力学形式。
核心思想包括： - 粒子沿着所有可能路径同时传播，而非仅限于经典轨道； -
系统的状态由所有可能路径的振幅波函数叠加描述； - 波函数的演化由费曼路径积
分表示，采用路径积分来计算矩阵元。
通过探索这三种量子力学理论形式的核心思想，我们可以更深入地理解量子世
界的奇妙规律，以及量子力学理论的多样性和丰富性。
这些理论形式的提出和发展，为我们解释微观世界的奥秘提供了不同的视角和工具。
量子力学的基础理论和应用
量子力学的基础理论和应用量子力学是一门描述原子和分子行为的物理学科。
它起源于二十世纪初叶，由许多学者共同研究、探索，如德国物理学家玻尔和薛定谔。
量子力学和经典力学不同，后者是基于牛顿力学和哈密尔顿力学的。
在牛顿力学下，物体运动状态是很容易确定的，因此可以准确地计算物体位置和速度。
但在原子和分子尺度上，相对论、量子效应和量子测量问题成为了主导因素，使得物体运动状态的确定变的非常困难。
量子力学告诉我们，物质的运动状态不能简单的用经典物理学所描述，因为物子不同于经典物体，是具有波粒二象性的。
1. 理论基础(1) 波粒二象性在量子力学中，物质可以同时表现出波动和粒子的特性。
我们通常认为物质是由粒子组成的，例如原子和电子。
但是，如果我们将电子射向一个双缝实验中，我们将看到一个能量量子的衍射图案。
这个结果表明，电子被证明是具有波动特性的。
在此之后，电子也被认为是一种波和粒子的混合体，就像光一样。
这种波粒二象性是量子力学的一个主要特点，其实现方式是通过薛定谔方程的解来刻画的。
薛定谔方程描述物质波波函数如何随时间或空间来变化的规律。
因此，它可以用于预测任何给定系统中的粒子的状态，包括原子和分子系统中的电子和核子等。
(2) 不确定性原理量子力学的另一个重要的原则是不确定性原理。
不确定性原理是由海森堡所提出的。
它表明再测量一粒子的物理性质，如位置或动量时，测量的精度将直接影响另一物理量的测量结果。
更具体地说，如果我们关注电子的位置，我们将不得不接受自己对电子速度的不精准测量；或者如果我们看重电子的动量，我们就必须接受对其位置的不确定测量。
2. 应用(1) 物理学量子力学被广泛应用于物理学，其中包括原子和分子的物理学、固体物理学、凝聚态物理学、超导电子学、量子电子学等。
它们的研究主要集中于描述材料粒子输运的现象、如介观系统，能带结构的形成等。
(2) 计算机科学在计算机科学中，量子力学具有潜力用作新呈现的计算技术。
设想一下，如果我们能够建立一个量子计算机，那么能够解决以前的计算机不可能解决的数学问题。
量子计算的理论和应用
量子计算的理论和应用量子力学是描述微观粒子运动的重要理论之一，它的出现不仅解决了经典物理学在体系精度、能级分裂以及粒子自旋方面的问题，更揭示了微观世界中粒子的奇特行为，例如量子叠加态、量子纠缠态等。
这些奇特行为，在机器人控制、安全通信、生命科学等领域都有着重要的应用。
而在计算机领域，量子计算在过去的几年中得到了广泛关注，成为了研发下一代计算技术的热点话题。
本文将围绕着量子计算的理论和应用展开探讨。
一、量子比特和量子算法与经典计算机中的0和1的二进制逻辑相对应的，在量子计算中，使用的最小信息单位是量子比特或qubit，它包含了矢量空间的所有可能状态。
在特定状况下，qubit有可能处于等概率的两个状态中的任一一个，也就是量子叠加态。
此外，量子比特之间还可以构建量子纠缠态，这种特殊的相互作用关系带来了量子计算中独特的优势。
量子算法是利用这种奇特性质和相互作用关系，有效地执行特定计算的算法。
其中，引人注目的是Shor算法，在找到大数的质数因子方面，比经典算法快得多。
这个算法的存在，迅速引起许多数学家和计算机科学家的兴趣，并且为量子计算机的发展指明了方向。
除了Shor算法以外，量子计算中还有一些其它重要的算法，例如Grover算法、Deutsch-Jorza算法等。
二、量子计算的应用量子计算机可以解决传统计算机难以处理的问题，确切地说，它们在某些特定情况下可以比传统计算机高效得多。
目前，这些机器执行的任务多是科研领域的，例如分子模拟（用于研究化学反应和材料科学）、优化计算（解决物流、制造和路线规划等问题）、机器学习（通过机器自动识别模式，为智能系统提供训练样本）和密码学（利用量子密钥分发提高通信安全性）等领域。
例如，在分子模拟方面，人们常常用传统计算机模拟分子中的原子交互，来研究其电子结构和化学反应。
但是，随着分子复杂度的增加，这种方法变得越来越困难。
而量子计算机的全息方式超越传统计算机模拟，可能模拟尺寸更大、更复杂的分子，帮助研究者更好地理解和研究化学反应和材料科学。
量子 对现代文明的影响
量子理论是20 世纪初提出的一种物理学理论，它描述了微观世界（例如原子、分子、线性粒子等）的运行规律。
量子理论的发现对现代文明产生了巨大的影响。
量子力学为现代技术提供了基础理论：量子力学是量子理论的一个分支，它描述了微观粒子的行为。
量子力学为许多现代技术提供了基础理论，例如半导体技术、电子显微镜、光通信技术等。
量子计算机：量子计算机是一种利用量子力学原理来进行计算的计算机。
量子计算机的运算速度比传统计算机快得多，因此在某些领域，它可以解决传统计算机无法解决的问题。
例如，在密码学领域，量子计算机可以破解传统计算机难以破解的密码。
量子通信：量子通信是一种利用量子力学原理的通信方式，它可以在网络中传输信息，并且具有较高的安全性。
量子通信可以应用于军事、政府、金融等领域，以保护信息不被窃取。
量子医学：量子医学是一种利用量子力学原理的医学方法，它可以用于诊断和治疗疾病。
量子力学的基本原理
量子力学的基本原理量子力学是一门研究微观世界的物理学理论，它描述了微观粒子的行为以及它们与能量、力、运动等之间的相互作用关系。
量子力学的基本原理包括波粒二象性、不确定性原理和量子叠加原理等。
一、波粒二象性量子力学的波粒二象性是指微观粒子既可以表现出粒子性，又可以表现出波动性。
根据德布罗意关系，微观粒子具有波动性质的波长与其动量呈反比关系。
这一概念被量子力学普遍接受，并得到了实验证实。
例如，电子的双缝干涉实验就展示了电子同时具有粒子和波动性质。
当单个电子依次通过双缝时，它们会在屏幕上产生干涉纹。
这一实验结果证明了微观粒子具有波动性质，与经典物理学的观念有所不同。
二、不确定性原理根据不确定性原理，无法同时准确测量微观粒子的位置和动量，或者能量和时间。
这意味着我们不能同时精确地知道粒子的位置和运动状态，即存在着一定的测量误差。
不确定性原理的应用非常广泛，例如在核物理、原子物理和粒子物理等领域，它对测量和研究微观粒子的行为起着重要作用。
这一原理使得量子力学与经典物理学有着本质的区别，并促进了对微观世界规律的深入理解。
三、量子叠加原理量子叠加原理是量子力学的基本原理之一，它描述了微观粒子在测量前的态可以同时处于多个可能的状态。
换句话说，粒子在测量前并没有确定性的属性，而是以一种“叠加”的方式存在于不同的状态之间。
叠加态的经典例子是著名的薛定谔猫实验。
在这个实验中，理论上存在着一只既处于生的状态又处于死的状态的猫。
只有进行测量时，猫才会确定为生或死的状态。
量子叠加原理在量子计算和量子通信等领域具有重要应用。
通过利用粒子的叠加特性，可以实现量子计算中的并行计算和高速运算，以及加密通信中的安全传输等。
总结起来，量子力学的基本原理包括了波粒二象性、不确定性原理和量子叠加原理。
这些原理揭示了微观粒子行为的非经典特性，为我们理解和探索微观世界的规律提供了重要的理论基础。
量子力学的研究也为科学技术的发展带来了许多前沿领域的突破和创新。
量子信息理论
量子信息理论量子信息理论是一门探索利用量子力学原理进行信息传递和处理的学科。
它集合了量子力学、计算机科学和信息论的理论和技术，为我们提供了一种全新的思维方式来理解和处理信息。
量子信息理论的基础是量子力学的概念和原理。
量子力学揭示了微观粒子的行为不同于经典物理学预测的那样。
例如，量子力学中的超远距离纠缠现象表明，两个或多个粒子可以处于一种特殊的状态，当其中一个粒子的状态发生改变时，其他粒子的状态也会同时发生改变，即使它们之间存在空间上的距离。
这种现象被称为“量子纠缠”，是量子信息理论的重要基础之一。
通过利用量子纠缠和其他量子力学的特性，量子信息理论可以实现对信息的更高效的传输和处理。
其中一个应用是量子通信，包括量子密钥分发和量子隐形传态。
量子密钥分发利用量子纠缠的特性，确保通信双方能够安全地分享密钥。
由于量子态的测量会受到“观测效应”的影响，任何未经授权的第三方在窃听过程中将不可避免地破坏量子纠缠，从而在传输过程中留下痕迹。
量子隐形传态则通过纠缠态来传输信息，实现了信息在空间上的即时传递。
除了量子通信，量子信息理论还涉及量子计算。
量子计算是一种利用量子位来进行计算的新兴领域。
相比传统的二进制计算，量子计算利用量子位的特性，使得计算过程更加并行化和高效。
量子比特的特殊性质——叠加和纠缠——意味着它可以同时处于多个状态，从而使得量子计算机能够通过并行计算快速解决某些具有指数级复杂度的问题。
目前，虽然量子计算仍处于发展的早期阶段，但已经取得了一些有希望的突破。
此外，量子信息理论还包括了量子编码和量子纠错。
量子编码是指将经典信息编码成量子位，以便更安全地传输和存储信息。
由于量子态的测量会导致信息的改变，使得未经授权的窃听变得更加困难。
量子纠错则利用量子纠缠的特性来纠正由于噪声和误差导致的信息损失和错误。
这些技术的发展有望在信息安全和数据存储领域带来重大突破。
综上所述，量子信息理论是一门架构在量子力学基础上的多学科交叉领域。
量子理论
3
m 峰值波长 当绝对黑体的温度升高时，单色辐射出 射度最大值向短波方向移动。
7 首 页 上 页 下 页退 出
二、普朗克量子假设
M B ( T )
实验值
紫 外 灾 难
维恩
M B ( T ) C1 5 e
C2 T
M B ( T ) C 34T
16 首 页 上 页 下 页退 出
Ua (V ) 例 根据图示确定以下各量 2.20 1、钠的红限频率 2、普朗克常数 3、钠的逸出功
解：由爱因斯坦方程 1 2 h mv m A 2
0.65
O
4.39 6.0 10
( 1014 Hz )
1 2 其中 mv m eU a 2
实验发现，无论光强如何微弱，从光照射到光
电子出现只需要 10 9 s 的时间。
13 首 页 上 页 下 页退 出
经典波动理论解释的困难
• 金属中的电子在光波的作用下作受迫振 动： 策动力 F F cos pt
0
稳定解 x A cos( pt ) A F0 ( p ) 4 p
0.700 0.750
(a) 石 墨 的 (b) 康 普 顿 效 (c) 应
0
0
1.散射X射线的波长中有两 条谱线：
新波长和原波长0 , 且 0
0
45
2. 0
随散射角的增大而增加
90
0
3.不同散射物质，在 同一散射角下波长的 改变相同。 4. 波长为的散射光强度 随散射物质原子序数的增 加而减小。
M ( T )
W / m3
量子力学的基本原理解读
量子力学的基本原理解读量子力学是一门描述微观物质行为的物理学理论，它基于一系列的基本原理。
本文将对量子力学的基本原理进行解读，以帮助读者更好地理解这一领域。
一、波粒二象性原理量子力学的首要原理是波粒二象性原理，即微观粒子既可以表现为粒子，又可以表现为波动。
根据这个原理，微观粒子的运动既具有粒子性质，如位置和动量，又具有波动性质，如频率和幅度。
这一原理的提出打破了经典物理学的基础，引发了量子力学的诞生。
二、不确定性原理不确定性原理是量子力学的第二个基本原理，由海森堡提出。
它表明，在测量微观粒子的位置和动量时，存在一种不确定性，即无法同时准确测量粒子的位置和动量。
更准确地说，位置的精确度越高，动量的精确度就越低，反之亦然。
这种不确定性与波粒二象性原理密切相关，揭示了微观世界中的测量局限性。
三、叠加原理叠加原理表明，当一个系统可以处于多种互相排斥的状态时，量子力学允许这个系统同时处于多个状态的叠加态。
这意味着，系统可以处于多个状态的线性叠加，而在测量之前，我们无法确定其具体状态，只能给出以某种概率出现在不同状态的可能性。
当进行测量时，系统会坍缩到其中一个确定的状态上。
四、量子纠缠量子纠缠是量子力学中一项重要的原理，它描述了两个或多个粒子之间存在着一种纠缠的状态。
当两个粒子处于纠缠态时，它们之间的状态彼此关联，无论它们之间的距离有多远。
这意味着通过观测一个粒子，可以瞬间影响到另一个处于纠缠态的粒子，即所谓的“量子的即时作用”。
这一原理在量子通信和量子计算领域发挥着重要作用。
五、量子隧穿效应量子隧穿效应是量子力学的一个引人注目的现象，它描述了量子粒子可以穿越势垒的现象。
经典物理学认为，只有当粒子具有足够的能量时，才能越过势垒。
然而，在量子力学中，即使粒子能量低于势垒高度，也存在一定概率穿越势垒的现象。
这一效应在核聚变、半导体器件等领域具有重要应用。
综上所述，量子力学的基本原理包括波粒二象性原理、不确定性原理、叠加原理、量子纠缠以及量子隧穿效应。
物理学中的基本粒子和量子理论
物理学中的基本粒子和量子理论物理学是一门关于自然界运动和相互作用的学科，在探索这些现象的过程中，物理学家们发现了自然界的基本构成单位——基本粒子。
随着科学技术的发展和人类认知水平的提高，物理学家们提出了许多关于基本粒子和它们的相互作用的理论，其中最为重要的是量子理论。
1. 基本粒子的发现和分类基本粒子是构成物质的最基本单位，其运动和相互作用决定了物质的性质和行为。
在过去的几十年里，物理学家们通过对物质进行实验研究和探索，发现了许多基本粒子，这些粒子被分为两类：费米子和玻色子。
费米子是带有半整数自旋的基本粒子，根据其质量分为轻子和夸克两类。
轻子包括电子、μ子和τ子，它们质量不同但电荷相同；夸克则是构成质子、中子等核子的基本粒子，共有六种不同的夸克，分别被命名为上、下、奇、反奇、顶和底夸克。
费米子受到保守性规则的约束，使得它们不能在相同的物理状态下存在。
相比之下，玻色子带有整数自旋，它们的相同粒子可以占据相同的物理状态。
最著名的玻色子是光子，它是电磁波的量子，也是电磁力的传播介质。
此外，玻色子还包括Gauge玻色子、W和Z玻色子等。
2. 量子理论基本粒子和它们的相互作用是量子理论的基础，量子理论是揭示宏观世界和微观世界之间关系的重要理论。
量子理论的发展起源于20世纪初的光电效应实验，早期的量子理论包括量子力学和量子场论。
最近几十年的研究指出，所有物理现象都可以用量子场理论描写，因此它成为量子理论的一个中心领域。
量子理论的核心是量子力学，它提供了描述量子体系行为的数学框架。
量子力学的本质是一种非常复杂的概率论，它的数学表达式使用波函数描述了量子体系在时间和空间上的演变。
波函数可以解释为一个复数值的波，所有物理事务的发展过程都可以通过波函数的相互作用来进行描述。
量子场论则通过量子力学的框架，将基本粒子和相互作用理论从粒子层面转化为场层面的描述。
它揭示了一种新的力学原理，即量子体系中所有力学量（包括动量和能量）都是以场的形式存在，并且场本身也具有一定的能量。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
量子理论量子理论量子理论是能够微观世界规律的物理学理论。
量子理论是现代物理学的两大基石之一。
量子理论提供了新的关于自然界的表述方法和思考方法。
量子论揭示了微观物质世界的基本规律，为原子物理学、固体物理学、核物理学和粒子物理学奠定了理论基础。
它能很好地解释原子结构、原子光谱的规律性、化学元素的性质、光的吸收与辐射等。
量子理论-简介量子理论在经典物理学的理论中能量是连续变化的，可以取任意值。
19世纪后期，科学家们发现很多物理现象无法用这一理论解释。
1900年12月14日，德国物理学家普朗克（M.Planck，1858－1947）提出：像原子作为一切物质的构成单元一样，“能量子”（量子）是能量的最小单元，原子吸收或发射能量是一份一份地进行的。
后来，这一天被认为是量子理论的诞生日。
1905年，德国物理学家爱因斯坦（A.Einstein，1879－1955）把量子概念引进光的传播过程，提出“光量子”（光子）的概念，并提出光同时具有波动和粒子的性质，即光的“波粒二象性”。
20世纪20年代，法国物理学家德布罗意（P.L.de Broglie，1892－1987）提出“物质波”概念，即一切物质粒子均具备波粒二象性；德国物理学家海森伯（W.K.Heisenberg，1901－1976）等人建立了量子矩阵力学；奥地利物理学家薛定谔（E.Schrödinger，1887－1961）建立了量子波动力学。
量子理论的发展进入了量子力学阶段。
1928年，英国物理学家狄拉克（P. A.M.Dirac，1902－1984）完成了矩阵力学和波动力学之间的数学转换，对量子力学理论进行了系统的总结，并将两大理论体系——相对论和量子力学成功地结合起来，揭开了量子理论发展的第三阶段——量子场论的序幕。
量子理论是现代物理学的两大基石之一，为从微观理解宏观提供了理论基础。
量子理论-发展历程量子理论量子理论的初期：1900年普朗克为了克服经典理论解释黑体辐射规律的困难，引入了能量子概念，为量子理论奠下了基石。
随后，爱因斯坦针对光电效应实验与经典理论的矛盾，提出了光量子假说，并在固体比热问题上成功地运用了能量子概念，为量子理论的发展打开了局面。
1913年，玻尔在卢瑟福有核模型的基础上运用量子化概念，提出玻尔的原子理论，对氢光谱作出了满意的解释，使量子论取得了初步胜利。
随后，玻尔、索末菲和其他物理学家为发展量子理论花了很大力气，却遇到了严重困难。
旧量子论陷入困境。
量子理论的建立：1923年，德布罗意提出了物质波假说，将波粒二象性运用于电子之类的粒子束，把量子论发展到一个新的高度。
1925年-1926年薛定谔率先沿着物质波概念成功地确立了电子的波动方程，为量子理论找到了一个基本公式，并由此创建了波动力学。
几乎与薛定谔同时，海森伯写出了以“关于运动学和力学关系的量子论的重新解释”为题的论文，创立了解决量子波动理论的矩阵方法。
1925年9月，玻恩与另一位物理学家约丹合作，将海森伯的思想发展成为系统的矩阵力学理论。
不久，狄拉克改进了矩阵力学的数学形式，使其成为一个概念完整、逻辑自洽的理论体系。
1926年薛定谔发现波动力学和矩阵力学从数学上是完全等价的，由此统称为量子力学，而薛定谔的波动方程由于比海森伯的矩阵更易理解，成为量子力学的基本方程。
1900年，Planck假定能量是由独立的微粒组成的，或者说量子。
1905年，爱因斯坦把能量和辐射用同样的方式进行了系统的量子化工作。
1924年，Louis de Broglie 指出在能量和物质的构成和行为方面没有本质上的差别，在原子或亚原子级别上的行为像微粒或者像波。
这里理论被称为波-粒二元性原理。
能量和物质的基本微粒的行为，依赖于周围环境，可能像微粒也可能像波。
1927年，Werner Heisenberg 提出精确的、同时测量两个互补的值，像亚原子微粒的位置和能量，是不可能的。
与传统物理学原理不同，对他们同时进行测量一定会出错：较精确的值被正确的测量了，易出错的值成了测成了其它值得。
这一理论就是著名的不确定性原理，由此也产生了爱因斯坦的著名论断，“上帝不赌博。
”量子理论-力学发展量子理论光在空间的传播是相对论的关键，那么光的发射和吸收则带来了量子论的革命。
我们知道物体加热时会放出辐射，科学家们想知道这是为什么。
为了研究的方便，他们假设了一种本身不发光、能吸收所有照射其上的光线的完美辐射体，称为“黑体”。
研究过程中，科学家发现按麦克斯韦电磁波理论计算出的黑体光谱紫外部分的能量是无限的，显然发生了谬误，这为“紫外线灾难。
”提供了依据。
1900年，德国物理学家普朗克提出了物质中振动原子的新模型。
他从物质的分子结构理论中借用不连续性的概念，提出了辐射的量子论。
关于量子论中的不连续性，我们可以这样理解：如温度的增加或降低，我们认为是连续的，从一度升到二度中间必须经过0.1.度0.1度之前必定有0.01度。
但是量子论认为在某两个数值之间例如1度和3度之间可以没有2度，就像我们花钱买东西一样，一分钱是最小的量了，你不可能拿出0.1分钱，虽然你可以以厘为单位计算钱数。
这个一分钱就是钱币的最小的量。
而这个最小的量就是量子。
他认为各种频率的电磁波，包括光只能以各自确定分量的能量从振子射出，这种能量微粒称为量子，光的量子称为光量子，简称光子。
根据这个模型计算出的黑体光谱与实际观测到的相一致。
这揭开了物理学上崭新的一页。
量子论不仅很自然地解释了灼热体辐射能量按波长分布的规律，而且以全新的方式提出了光与物质相互作用的整个问题。
量子论不仅给光学，也给整个物理学提供了新的概念，故通常把它的诞生视为近代物理学的起点。
量子理论-原子核世界量子理论第一个意识到量子概念的普遍意义并将其运用到其它问题上的是爱因斯坦。
他建立了光量子理论解释光电效应中出现的新现象。
光量子论的提出使光的性质的历史争论进入了一个新的阶段。
自牛顿以来，光的微粒说和波动说此起彼伏，爱因斯坦的理论重新肯定了微粒说和波动说对于描述光的行为的意义，它们均反映了光的本质的一个侧面：光有时表现出波动性，有时表现出粒子性，但它既非经典的粒子也非经典的波，这就是光的波粒二重性。
主要由于爱因斯坦的工作，使量子论在提出之后的最初十年里得以进一步发展。
在1911年，卢瑟福提出了原子的行星模型，即电子围绕一个位于原子中心的微小但质量很大的核，即原子核的周围运动。
在此后的20年中，物理学的大量研究集中在原子的外围电子结构上。
这项工作创立了微观世界的新理论，量子物理，并为量子理论应用于宏观物体奠定了基础。
但是原子中心微小的原子核仍然是个谜。
原子核是微观世界中的重要层次，量子力学是研究微观粒子运动规律的理论，是现代物理学的理论基础之一，是探索原子核奥秘所不可缺少的工具。
在原子量子理论被提出后不久，物理学家开始探讨原子中微小的质量核--原子核。
在原子中，正电原子核在静态条件下吸引负电子。
但是什么使原子核本身能聚合在一起呢？原子核包含带正电质子和不带电的中子，两者之间存在巨大的排斥力，而且质子彼此排斥（不带电的中子没有这种排斥力）。
使原子核聚合在一起，并且克服质子间排斥力的是一种新的强大的力，它只在原子核内部起作用。
原子弹的巨大能量就来自这种强大的核力。
原子核和核力性质的研究对20世纪产生了巨大的影响，放射现象、同位素、核反应、裂变、聚变、原子能、核武器和核药物都是核物理学的副产品。
丹麦物理学家玻尔首次将量子假设应用到原子中，并对原子光谱的不连续性作出了解释。
他认为，电子只在一些特定的圆轨道上绕核运行。
在这些轨道上运行时并不发射能量，只当它从一个较高能量的轨道向一个较低轨道跃迁时才发射辐射，反之吸收辐射。
这个理论不仅在卢瑟福模型的基础上解决了原子的稳定性问题，而且用于氢原子时与光谱分析所得的实验结果完全符合，因此引起了物理学界的震动。
玻尔指导了19世纪20到年代的物理学家理解量子理论听起来自相矛盾的基本结构，他实际上既是这种理论的“助产师”又是护士。
玻尔的量子化原子结构明显违背古典理论，同样招致了许多科学家的不满。
但它在解释光谱分布的经验规律方面意外地成功，使它获得了很高的声誉。
不过玻尔的理论只能用于解决氢原子这样比较简单的情形，对于多电子的原子光谱便无法解释。
旧量子论面临着危机，但不久就被突破。
在这方面首先取得突破的是法国物理学家德布罗意。
他在大学时专业学的是历史，但他的哥哥是研究X射线的著名物理学家。
受他的影响，德布罗意大学毕业后改学物理，与兄长一起研究X射线的波动性和粒子性的问题。
经过长期思考，德布罗意突然意识到爱因斯坦的光量子理论应该推广到一切物质粒子，特别是光子。
1923年9月到10月，他连续发表了三篇论文，提出了电子也是一种波的理论，并引入了“驻波”的概念描述电子在原子中呈非辐射的静止状态。
驻波与在湖面上或线上移动的行波相对，吉它琴弦上的振动就是一种驻波。
这样就可以用波函数的形式描绘出电子的位置。
不过它给出的不是我们熟悉的确定的量，而是统计上的“分布概率”，它很好地反映了电子在空间的分布和运行状况。
德布罗意还预言电子束在穿过小孔时也会发生衍射现象。
1924年，他写出博士论文“关于量子理论的研究”，更系统地阐述了物质波理论，爱因斯坦对此十分赞赏。
不出几年，实验物理学家真的观测到了电子的衍射现象，证实了德布罗意的物质波的存在。
量子理论-不确定性量子理论海森伯格不确定原则是量子论中最重要的原则之一。
它指出，不可能同时精确地测量出粒子的动量和位置，因为在测量过程中仪器会对测量过程产生干扰，测量其动量就会改变其位置，反之亦然。
量子理论跨越了牛顿力学中的死角。
在解释事物的宏观行为时，只有量子理论能处理原子和分子现象中的细节。
但是，这一新理论所产生的似是而非的矛盾说法比光的波粒二重性还要多。
牛顿力学以确定性和决定性来回答问题，量子理论则用可能性和统计数据来回答。
传统物理学精确地告诉我们火星在哪里，而量子理论让我们就原子中电子的位置进行一场赌博。
海森伯格不确定性使人类对微观世界的认识受到了绝对的限制，并告诉我们要想丝毫不影响结果，我们就无法进行测量。
量子力学的奠基人之一薛定谔在1935年就意识到了量子力学中不确定性的问题，并假设了一个著名的猫思维实验：“一只猫关在一钢盒内，盒中有下述极残忍的装置（必须保证此装置不受猫的直接干扰）：在盖革计数器中有一小块辐射物质，它非常小，或许在1小时中只有一个原子衰变。
在相同的几率下或许没有一个原子衰变。
如果发生衰变，计数管便放电并通过继电器释放一个锤，击碎一个小小的氰化物瓶。
如果人们使这整个系统自在1个小时，那么人们会说，如果在此期间没有原子衰变，这猫就是活的。
第一次原子衰变必定会毒杀了这只猫。
”量子理论-爱因斯坦对量子论的质疑量子理论1935年，爱因斯坦和两个同事普多斯基和罗森合作写了一篇驳斥量子理论完备性的论文，在物理学家和科学思想家中间广为流传。