量子力学发展史
量子力学的基本原理
1.简介量子力学的历史和发展量子力学是现代物理学的重要分支,它描述了微观世界中粒子的行为和相互作用。
以下是量子力学历史和发展的简介:•早期量子理论的兴起:在20世纪初,科学家们通过研究辐射现象和黑体辐射问题,开始怀疑经典物理学的适用性。
麦克斯∙普朗克的量子假设和爱因斯坦的光电效应理论为量子理论的发展奠定了基础。
•波粒二象性的提出:在这个阶段,德国物理学家路易斯∙德布罗意提出了物质粒子(如电子)也具有波动性的假设,即波粒二象性。
这一假设通过实验证明,如电子衍射实验,为量子力学奠定了基础。
•薛定谔方程的建立:奥地利物理学家埃尔温∙薛定谔于1926年提出了著名的薛定谔方程,用于描述微观粒子的运动和行为。
这个方程成功地解释了氢原子的能级和谱线,奠定了量子力学的数学基础。
•不确定性原理的发现:德国物理学家瓦尔特∙海森堡于1927年提出了著名的不确定性原理,指出在测量过程中,无法同时准确确定粒子的位置和动量。
这一原理挑战了经典物理学的确定性观念,成为量子力学的核心概念之一。
•量子力学的完备性和广泛应用:随着时间的推移,量子力学逐渐发展成为一个完善的理论体系,并在许多领域得到广泛应用。
它解释了原子和分子的结构、核物理现象、固体物理、粒子物理学等多个领域的现象,并为现代科技的发展提供了基础。
量子力学的历史和发展是科学进步的重要里程碑,对我们理解微观世界的行为和深入探索宇宙的奥秘具有重要意义。
2.波粒二象性和不确定性原理的解释在量子力学中,波粒二象性和不确定性原理是两个核心概念,对我们理解微观世界的行为提出了挑战,下面是它们的解释:•波粒二象性:根据波粒二象性的理论,微观粒子(如电子、光子等)既可以表现出粒子的特性,也可以表现出波的特性。
这意味着微观粒子既可以像粒子一样具有局部位置和动量,也可以像波一样展现出干涉和衍射的现象。
这种波粒二象性的解释可以通过德布罗意的波动假设来理解。
根据德布罗意的假设,微观粒子具有与其动量相对应的波长,这与光波的性质相似。
中国量子力学发展史
中国量子力学发展史
中国量子力学的发展史可以追溯到20世纪初。
在这个时期,许多物理学家为解开经典物理学上空的两朵乌云,付出了巨大的精力。
其中,爱因斯坦就排除了以太的思想,从而为相对论的形成迈出了重要的一步;而德国物理学家普朗克通过黑体辐射的紫外灾变引出了另一个重要的概念——量子。
随后,爱因斯坦在1905年发表了一篇论文来描述光电效应,并大胆地引用了普朗克的能量量子思想,认为电磁波本身就是能量量子组成的,称之为光量子(后面统一简称为光子)。
这篇论文为爱因斯坦赢得了迟到的诺贝尔奖。
从那以后,量子力学的物理含义就在逐步的发展过程中。
整个20世纪10-20年代,以玻尔为首的哥本哈根学派引领着量子力学的发展。
如今,“量子”代表着量子世界中物质客体的总称,它既可以是光子、电子、原子、原子核、基本粒子等微观粒子,它们的共同特征就是必须遵从量子力学的规律。
物理学史量子力学发展史
物理学史量子力学发展史量子力学是20世纪最重要的物理学理论之一、它对我们对于微观世界的认识产生了革命性的影响,揭示了微观领域中的非经典行为和奇特现象。
下面将从早期经典物理学的发展、量子力学的奠基、量子力学的发展以及当代量子力学的新前沿等几个方面来探讨量子力学的发展史。
在经典物理学发展初期,人们对自然界的理解主要是基于牛顿力学和经典电磁学。
然而,19世纪末期的实验观测结果却对这些理论提出了挑战。
比如,黑体辐射的研究结果表明,经典电磁理论无法很好地解释辐射能量的分布,即所谓的紫外灾难。
此外,光和物质之间的相互作用实验证据也无法用经典理论解释。
这些问题催生了新的物理学理论的产生。
1900年,普朗克提出了能量量子化的概念,他认为辐射能量只能取离散值,称之为“能量子”。
这一理论为量子力学的奠基奠定了基础。
随后,爱因斯坦利用普朗克的理论解释了光电效应的奇异现象,即光的粒子特性,为光子的概念提供了支持。
量子力学的发展主要是在20世纪20年代进行的。
1925-1926年,薛定谔、海森堡、狄拉克等人先后提出了量子力学的不同形式。
薛定谔方程是量子力学最重要的数学工具之一,描述了微观粒子的波函数演化规律。
海森堡提出了矩阵力学,它用矩阵代替了传统经典物理学中的物理量。
狄拉克提出了量子力学的相对论形式,狄拉克方程,成功地将量子力学与相对论结合起来。
量子力学的发展也伴随着一系列的实验验证。
1927年,约翰内斯·斯特恩和沃尔夫冈·伦琴的斯特恩-伦琴实验证明了电子具有自旋的性质,违背了经典理论对电子运动的描述。
1929年,保罗·狄拉克提出了反粒子的概念,并预言了反质子的存在。
1932年,卡尔·安德森实验证实了反质子的存在。
到了20世纪30年代,量子力学已经形成了初步的理论框架。
但是相对论的引入使得量子力学面临新的挑战。
狄拉克方程描述了粒子的相对论性质,但无法解释一些重要的物理现象,比如粒子的自旋、量子场论等。
量子力学的发展史
量子力学的发展史量子力学是物理学中的一个分支,主要研究微观领域的物质和能量的行为规律。
20世纪初,物理学家们开始研究原子和分子的行为,但是经典物理学并不能解释这些微观领域的现象,于是量子力学就被提出来了。
量子力学的发展可以大致分为以下几个阶段:一、波动力学阶段1913年,丹麦物理学家玻尔提出了量子化假设,即能量是量子化的,也就是说能量只能存在于长为h的不连续的能量量子中。
这一假设打破了经典物理学中连续性的假设,为量子力学奠定了基础。
1924年,法国物理学家德布罗意提出了波粒二象性假说,即物质不仅具有粒子的性质,同时也具有波动的性质。
这个假说解释了一些微观领域的现象,如光电效应和康普顿效应,成为量子力学的重要理论基础。
波恩和海森堡等人在德布罗意理论的基础上创立了相应的波动力学,解释了氢原子光谱的结构。
二、矩阵力学阶段1925年,海森堡和约旦等人提出了矩阵力学,这是量子力学的另一种基本形式,它说明了物理量如何通过测量来测量,同时提出了著名的“不确定性原理”,即无法同时确定一个粒子的位置和动量。
三、波恩统计力学阶段1926年,波恩提出了统计力学的基本原理,解决了原子内部运动的问题。
他提出了概率波函数的概念,并对其作出了一些论证。
此外,他还对量子力学的哲学问题进行了探讨,认为量子力学不是描述自然的完整理论,而是对一些确定问题的理论描述。
四、量子力学的完善阶段1927年,波尔在量子力学的哲学问题上发表了著名的“科学是一个特殊的观察者”的文章,这为量子力学的进一步发展奠定了基础。
1932年,物理学家狄拉克提出了著名的“相对论性量子力学”,它将相对论和量子力学结合在一起,成为理论物理学的基石之一。
此外,量子力学的应用也越来越广泛,如半导体、材料科学和生物物理学等领域。
最后,需要指出的是,虽然量子力学已经发展了一个世纪之久,但它仍然存在许多未解之谜,例如解释量子纠缠、重正化等问题。
量子力学的发展是一个长期的过程,相信未来仍有很多值得探索的领域。
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。
量子力学发展简史
量子力学发展简史
量子力学的发展始于20世纪初,主要有以下几个关键阶段:
1.经典物理学的挑战:对经典物理学的一系列挑战启示了人们需要发展一种新的物理学理论。
其中一个重要的挑战是基于黑体辐射的热力学问题,以及光电效应现象。
2.普朗克的量子化假说:1900年,普朗克提出了量子化假说,对光的能量假定只能是离散的值,即量子,这为未来量子力学的形成奠定了基础。
3.波尔的原子模型:1913年,波尔提出了原子模型,通过假设电子在围绕原子核的轨道上只能发射和吸收固定的能量量子,解决了一系列矛盾问题。
4.德布罗意假说和波动力学:1923年,德布罗意提出了物质波假说,认为物质也具有波动性,波动力学为解释物质的波粒二象性提供了关键的理论基础。
5.海森堡的不确定性原理:根据量子力学原理,人们似乎无法准确度量粒子的位置和运动的状态,海森堡在1927年提出了不确定性原理,宣告量子力学的正式诞生。
6.薛定谔方程:薛定谔的波动方程(薛定谔方程)允许人们处理复杂的量子系统,它首次提出了波函数的概念,为量子力学的发展提供了新的工具。
7.量子力学的发展和应用:随着时间的推移,科学家们不断发展量子力学的数学框架和物理解释。
量子力学逐步应用于理解原子核和高能物理领域,并在化学、材料科学、生物学和信息学等领域产生了深远的影响。
量子力学的历史和发展
量子力学的历史和发展
量子力学是描述微观世界的物理学理论,它的历史和发展经历了以下几个关键时期:
1.早期量子理论:在20世纪初,物理学家们对于原子和辐射现象的研究中遇
到了一些难题,如黑体辐射、光电效应和原子谱线等。
为解决这些问题,普朗克、爱因斯坦、玻尔等科学家提出了一些基本的量子概念,如能量量子化和波粒二象性。
2.矩阵力学与波动力学的建立:1925年至1926年间,海森堡、薛定谔和狄拉
克等科学家分别独立提出了矩阵力学和波动力学两种描述量子系统的数学形式。
矩阵力学强调通过矩阵运算来计算系统的特征值和特征向量,而波动力学则将波函数引入描述量子系统的状态。
3.不确定性原理的提出:1927年,海森堡提出了著名的不确定性原理,指出在
测量一个粒子的位置和动量时,无法同时确定它们的精确值。
这一原理揭示了微观世界的本质上的不确定性和测量的局限性。
4.量子力学的统一表述:1928年至1932年间,狄拉克等科学家通过引入量子
力学的波函数和算符形式,将矩阵力学和波动力学进行了统一。
这一统一表述被称为量子力学的第二次量子化。
5.发展和应用:随着量子力学理论的发展,科学家们逐渐解决了许多问题,并
在其基础上推导出了很多重要的结论和定理,如量子力学中的态叠加、纠缠、量子力学力学量的算符表示和观测值计算等。
量子力学的应用领域也逐渐扩展,包括原子物理、分子物理、凝聚态物理、量子信息科学等。
值得注意的是,尽管量子力学已经取得了巨大的成功,并在科学和技术领域产生了广泛的影响,但它仍然是一个活跃的研究领域,仍然存在一些未解决的问题和挑战,如量子引力和量子计算等。
因此,对于量子力学的研究和发展仍然具有重要的意义。
量子力学的发展简史
量子力学的发展简史量子力学是在旧量子论的基础上发展起来的。
旧量子论包括普朗克的量子假说、爱因斯坦的光量子理论和玻尔的原子理论。
1900年,普朗克提出辐射量子假说,假定电磁场和物质交换能量是以间断的形式(能量子)实现的,能量子的大小同辐射频率成正比,比例常数称为普朗克常数,从而得出黑体辐射能量分布公式,成功地解释了黑体辐射现象。
1905年,爱因斯坦引进光量子(光子)的概念,并给出了光子的能量、动量与辐射的频率和波长的关系,成功地解释了光电效应。
其后,他又提出固体的振动能量也是量子化的,从而解释了低温下固体比热问题。
1913年,玻尔在卢瑟福原有核原子模型的基础上建立起原子的量子理论。
按照这个理论,原子中的电子只能在分立的轨道上运动,在轨道上运动时候电子既不吸收能量,也不放出能量。
原子具有确定的能量,它所处的这种状态叫“定态”,而且原子只有从一个定态到另一个定态,才能吸收或辐射能量。
这个理论虽然有许多成功之处,但对于进一步解释实验现象还有许多困难。
在人们认识到光具有波动和微粒的二象性之后,为了解释一些经典理论无法解释的现象,法国物理学家德布罗意于1923年提出了物质波这一概念。
认为一切微观粒子均伴随着一个波,这就是所谓的德布罗意波。
德布罗意的物质波方程:E=ħω,p=h/λ,其中ħ=h/2π,可以由E=p²/2m 得到λ=√(h²/2mE)。
由于微观粒子具有波粒二象性,微观粒子所遵循的运动规律就不同于宏观物体的运动规律,描述微观粒子运动规律的量子力学也就不同于描述宏观物体运动规律的经典力学。
当粒子的大小由微观过渡到宏观时,它所遵循的规律也由量子力学过渡到经典力学。
量子力学与经典力学的差别首先表现在对粒子的状态和力学量的描述及其变化规律上。
在量子力学中,粒子的状态用波函数描述,它是坐标和时间的复函数。
为了描写微观粒子状态随时间变化的规律,就需要找出波函数所满足的运动方程。
量子力学简史
量子力学的建立与发展历程具有重要历史意义,可以归纳为以下四个阶段:
早期量子论阶段:在这一阶段,科学家们开始发现原子并非固体不可压缩的小球体,而是具有空间结构。
19世纪末,一系列实验和观察表明原子具有离散能级,并且能发生辐射和吸收。
这些发现为后来的量子力学奠定了基础。
旧量子论阶段:在这一阶段,科学家们开始用量子化概念来解释原子结构和原子光谱的规律性。
这些努力为后来的量子力学框架的形成提供了启示和参考。
量子力学的建立阶段:这一阶段开始于20世纪初,科学家们提出了许多重要的量子力学原理,如波粒二象性、不确定性原理、哈密顿表述和薛定谔方程等。
这些原理为量子力学的发展奠定了坚实的基础。
量子力学的发展与完善阶段:在这一阶段,科学家们不断探索和研究量子力学的各种应用,包括半导体物理、超导现象、核物理、粒子物理等。
这些应用不断推动着量子力学的发展和完善。
总之,量子力学的发展历程是一个充满挑战与突破的历史过程。
科学家们通过不懈的努力和深入的研究,逐步建立起一套完整的量子力学理论体系,为现代物理学的发展奠定了坚实的基础。
量子力学发展史
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在接下来的几个月中,海森伯与玻尔深入、 持续地讨论,把酝酿阶段推向了高潮。由于 用矩阵力学的数学形式描述云室中电子的迹 径没有可能,海森伯试图利用薛定谔波动方 程去表示,尝试的结果表明,这种方法也是 不可能的。在初始位置时,电子可用波包来 表示。波包向前运动,可获得有些像穿过云 室的电子径迹的东西,但是波包要越变越大, 这与实验不相符。
量子力学发展史
n 测不准原理表明:同时严格确定 两个共轭变量(例如,位置和速 度)的数值是不可能的,它们的 数值的准确度有个下限。这是一 条自然定律。它说明,在原子层 次上,同时得到一个粒子的位置 和速度的严格准确的测量在原则 上是不可能的。
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量子力学发展史
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围绕测不准原理是否成立等量子力学 的基本问题,爱因斯坦同以玻尔为首 的哥本哈根学派进行了激烈的辩论。 在辩论中,测不准原理经受住了考验。
n 非连续性创新的突显,让人在商业和管理上也遭 遇到“测不准原理”。在测不准原理统治的领域, 再发达、再敏感的“数字神经系统”都是无能为 力的。而且,对机器的过分迷信,必将使决策者 堕入不测的陷阱。
量子力学发展史
不被量子力学 所震撼的人,根本 不懂得量子力学 !
——克拉克
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量子力学发展史
量子力学发展史
➢测不准原理 的经典表达式
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量子力学发展史
• 原子中电子的运动,由于其质量非常小,运动 速度又极快,且具有波粒二象性。因此人们对于电 子以及其他微观粒子的运动速度和空间位置两个相 关物理量的测量也有一定的精确度极限。 •如果以 △p表示粒子位置的测量误差,以 △x表示粒 子动量的测量误差,则同时测定二者时,精确度极 限为:
量子力学简史--超详细的发展介绍
量⼦⼒学简史--超详细的发展介绍量⼦⼒学的创⽴是⼀段充满传奇英雄和故事的令⼈⼼潮澎湃的历史,其中的每个⼈物都值得我们每代⼈去颂扬,每个突破都值得我们去细细回味。
让我们记住这些英雄的名字:普朗克、爱因斯坦、玻尔、德·布罗意、海森堡、泡利、狄拉克、费⽶、玻恩、玻⾊、薛定谔......他们中的每个⼈及其取得的成就都值得我们⽤书、⾳乐、电影、互联⽹等所有可能的传媒来记录、传播。
他们和他们的科学超越国界,属于我们整个⼈类。
由于篇幅的限制,笔者在这⾥只能做简短的介绍。
1、量⼦的诞⽣普朗克(Max Planck, 1858-1947 ) 从任何⾓度看都是⼀个典型的知识分⼦。
他1858年出⽣于⼀个知识分⼦家庭,曾祖⽗和祖⽗都是神学教授,⽗亲则是法学教授。
他从⼩受到了优良的教育,他会包括钢琴、管风琴和⼤提琴在内的多种乐器,会作曲和写歌,但他最终选择了物理。
普朗克事业⾮常顺利,21岁获得博⼠学位,随后开始在研究上取得进展,27岁成为基尔( Kiel )⼤学的副教授,31岁继任基尔克夫( Gustav Robert Kirchhoff, 1824-1887)在柏林⼤学的位置,3年后成为柏林⼤学的正教授。
他为⼈正直、诚实,没有任何怪癖和奇闻异事。
如果没有发现“量⼦”,他可能也会和其他典型的知识分⼦、名牌⼤学教授⼀样埋没在历史的尘埃⾥。
1894年普朗克做了个改变整个物理史的决定,他开始研究⿊体辐射。
⿊体是⼀种能够吸收所有⼊射光的物体,远处建筑物上⿊洞洞的窗户就是⿊体。
⿊体在吸收所有⼊射光的同时也会向外辐射光。
最早研究⿊体辐射的正是普朗克的前任基尔克夫。
前期的研究表明⿊体辐射和构成⿊体的具体材料⽆关,是普适的。
后来维恩(Wilhelm Wien, 1864-1928 )发现了⼀个公式,表明⿊体的辐射功率和辐射频率之间有⼀个普适的关系。
从1894年开始,在接下来的五年左右时间⾥,普朗克在⿊体辐射⽅⾯发表了⼀系列⽂章,但没有实质性的突破。
量子力学发展史
量子力学发展史量子力学是物理学中一门重要的理论,它对于解释微观世界的现象起到了至关重要的作用。
本文将探讨量子力学的发展历程,从早期的经典物理学到今天的现代量子力学。
1. 发现电子量子力学的发展始于19世纪末和20世纪初,当时物理学家们对于原子和分子的结构一无所知。
然而,经过不懈的努力和实验的探索,人们开始逐渐揭示微观世界的神秘面纱。
在其中一个重要的里程碑上,约瑟夫·约翰·汤姆逊在1897年发现了电子,这是一个革命性的发现,标志着新时代的开始。
2. 经典物理学的局限性在电子的发现之后,物理学家们开始探索原子结构。
然而,他们采用的是经典物理学的观点,即基于经典力学和电磁学的理论。
然而,他们很快发现这种观点在解释微观世界的现象时遇到了极大的困难。
例如,根据经典物理学,电子应该在原子中围绕核心旋转,但实际上电子的运动轨道并不符合经典的轨道理论。
3. 波粒二象性为了解决原子结构的难题,物理学家们转向了电磁辐射的研究。
马克斯·普朗克在1900年提出了能量量子化的概念,这对于解释黑体辐射现象起到了重要作用。
随后,爱因斯坦在1905年提出了光电效应的解释,他认为光具有粒子性。
这些突破性的发现打破了传统物理学中波动和粒子之间的界限,揭示了物质和辐射的波粒二象性。
4. 德布罗意假设接下来,路易斯·德布罗意提出了他的假设,即所有物质都具有波动性。
根据德布罗意的假设,粒子的动量和波长之间存在着关系。
这一假设在随后的实验证实了,加深了人们对量子力学的理解。
5. 渐进波函数量子力学的重要突破发生在1920年代,当时埃尔温·薛定谔和马克斯·波恩通过独立的研究,揭示了量子力学的基本原理。
他们引入了波函数的概念,即描述粒子行为的数学函数。
薛定谔方程的提出为解释原子和分子的行为提供了强大的工具,成为量子力学的核心。
6. 测不准关系和量子力学危机在量子力学的初期发展中,物理学家们也遇到了困惑和挑战。
量子力学发展史详细
量子力学发展史详细量子力学是一门研究微观世界中微观粒子行为的科学。
它的发展历程可以追溯到19世纪末和20世纪初。
1897年,英国物理学家汤姆孙发现电子,并确定其具有粒子性质。
几年后,他提出了原子的模型,即“面包糠模型”,将电子沿轨道分布在原子核周围。
1913年,丹麦物理学家玻尔提出了原子的第一个量子理论,即玻尔模型。
他指出,电子只能沿特定的轨道运动,并具有特定的能量级。
这些轨道和能量级被称为量子态。
1924年,法国物理学家德布罗意提出了粒子具有波动性的假设,即德布罗意波。
他认为,所有物质都具有波粒二象性,没有完全的粒子性和波动性之分。
这为后来量子力学的建立做出了贡献。
1926年,德国物理学家薛定谔发表了量子力学的基本方程,即薛定谔方程。
这个方程描述了微观粒子的运动方式,通过求解薛定谔方程,可以得出粒子的能量和波函数。
1927年,丹麦物理学家卡尔·逻辑提出了量子力学的基本原则,即哥本哈根解释。
这个解释指出,测量结果是随机的,而波函数则代表了系统的概率分布。
20世纪上半叶,许多科学家在量子力学的基础上进行了深入研究。
其中,保罗·狄拉克提出了狄拉克方程,描述了电子的相对论性运动。
此外,玻恩、海森堡、狄拉克等人还对量子力学的理论框架进行了修正和发展,建立了量子场论。
随着时间的推移,量子力学在理论和实验上取得了许多重要的突破。
例如,量子电动力学的建立、量子力学的统计解释、量子纠缠和量子计算等。
总之,量子力学的发展历史是一部充满探索和突破的故事。
通过科学家们的努力和不断的研究,量子力学为我们理解微观世界的规律提供了重要的理论基础。
量子力学发展简史
量子力学发展简史量子力学是现代物理学研究的重要分支,有着广泛的应用。
以下是量子力学发展的简史。
1900年代:黑体辐射和光的粒子性在19世纪末20世纪初,物理学家进行了一系列实验以研究黑体辐射(由物体中的热能发射出的电磁辐射谱)和光的粒子性。
1900年,德国物理学家马克斯·普朗克提出了普朗克常数,用于描述物体发射或吸收的能量量子(即光子)的大小。
1905年,爱因斯坦发表了关于光的粒子性的论文,他提出光能被看作一系列粒子或光子。
1913年,丹麦物理学家尼尔斯·玻尔提出了玻尔原子模型,该模型解释了氢原子的谱线。
1920年代:波粒二象性和量子力学1924年,法国物理学家路易斯·德布罗意提出了物质波动理论,该理论认为粒子也具有波动性,因此波和粒子的性质不是互相排斥的。
1926年,德国物理学家马克斯·玻恩和维尔纳·海森堡建立了量子力学,这是一种描述原子和分子行为的理论。
1927年,德国物理学家埃尔温·薛定谔提出了薛定谔方程,这是一种描述量子系统演化的方程。
1932年,英国物理学家詹姆斯·查德威克证实了电子的波动性。
1935年,爱因斯坦、玻尔和薛定谔进行了关于量子力学奇怪性质的讨论,这导致了爱因斯坦的闻名于世的虚拟实验“爱因斯坦-波多尔斯基-罗森悖论”。
二战期间,量子力学被用于研究原子和分子,以及开发原子弹和核能。
在这个时期,测量也是一个关键的问题,需要使用合适的实验技术来研究物质的微观性质。
1950年代和1960年代:量子场论和量子力学基本概念的重新解释量子场论是20世纪50年代和60年代发展的一种数学框架,用于描述场的相互作用。
这种理论使得研究粒子与场如何交互更为简单。
1964年,约翰·贝尔提出了贝尔定理,它证明了量子力学预测的结果与经典物理学不同。
这个发现促进了量子信息和量子计算等领域的发展。
1970年代和1980年代:纠缠和量子计算的进步1972年,约翰·赫尔提出了“赫尔寄存器”,这是一种模拟信息变化的方案。
量子力学的历史与发展
量子力学的历史与发展量子力学(Quantum Mechanics)是一门研究微观领域物质和能量交互作用的科学学科。
它的历程可以追溯到20世纪初,而自那时起,量子力学在物理学和科学哲学领域产生了重大影响。
一、经典物理学理论的不足在进入量子力学的历史前,我们先来了解一下经典物理学理论的不足之处。
在19世纪末,经典物理学较为完整地描述了大部分的物理现象,但在解释微观尺度的物理问题时遇到了困难。
传统的牛顿力学和电磁学理论无法准确预测和解释一些微小尺度下的现象,例如黑体辐射、光电效应和波粒二象性等现象。
二、量子力学的诞生量子力学的确立可以追溯到1900年,当时德国物理学家Planck提出了能量量子化的概念。
他认为,能量并不是连续变化的,而是存在于离散的能量量子中。
这一观点奠定了量子理论的基础。
1905年,爱因斯坦通过对光电效应的研究,进一步提出了光的粒子性(光量子)的假设,并完美地解释了光电效应现象,为光量子的存在提供了直接证据。
三、波粒二象性与德布罗意假说波粒二象性是量子力学的核心概念之一。
法国物理学家路易斯·德布罗意(Louis de Broglie)于1924年提出了德布罗意假说,认为不仅光具有粒子性,物质粒子同样也具有波动性。
他的假说认为,粒子的波动性与其动量(质量乘以速度)相关,这一观点在后来的实验证实中得到了证明。
基于德布罗意的假说,薛定谔于1926年提出了量子力学的数学基础,即薛定谔方程。
这个方程在量子力学中起到了举足轻重的作用,它可以描述微观粒子的运动和状态,并能够计算出物理量的期望值。
四、量子力学的发展与应用量子力学在诞生后的几十年里取得了长足的发展,并在多个领域产生了重大的应用。
其中,量子力学在原子物理、分子物理和固体物理等领域的研究起到了决定性的作用。
在原子物理领域,量子力学的发展推动了原子结构、原子能级和原子光谱等问题的解决,揭示了电子的轨道和能级分布规律。
在分子物理领域,量子力学提供了研究分子结构和分子谱学的理论基础,极大地推动了化学科学的进展。
量子力学的历史发展从波粒二象性到量子力学
量子力学的历史发展从波粒二象性到量子力学量子力学是物理学中的一门基础学科,它描述了微观世界中粒子的行为。
量子力学的发展可以追溯到20世纪初,它的核心概念是波粒二象性,即粒子既表现出粒子的性质,又表现出波的性质。
随着科学家们对于量子力学的深入研究,这一学科逐渐发展为一个完整且成熟的理论体系。
1. 波粒二象性的提出波粒二象性最早由德国的物理学家马克斯·普朗克在1900年引入,他利用这一概念来解释黑体辐射现象。
根据他的理论,辐射的能量只能是由离散的量子组成,而不是连续的。
这一思想颠覆了传统物理学中连续性的观念,引发了对于物理世界本质的重新思考。
2. 普朗克量子假设与光子为了更好地解释波粒二象性,爱因斯坦在1905年提出了光量子假设,即光是由离散的光子组成的。
根据爱因斯坦的理论,光子具有特定的能量,并且在光与物质相互作用时具有粒子的特性。
这一理论对于解释光电效应等实验现象起到了关键作用。
3. 康普顿散射实验证实了波粒二象性在1917年,美国物理学家康普顿通过一系列实验证实了波粒二象性。
他观察到X射线在与物质相互作用时会发生散射,并且散射光子的波长发生了变化。
这一发现证明了光子具有粒子性,并且为后来量子力学的发展奠定了基础。
4. 波函数与薛定谔方程在1926年,奥地利物理学家薛定谔提出了波函数的概念,并基于此推导出了著名的薛定谔方程。
薛定谔方程描述了量子粒子在时空中的行为,并且能够预测粒子的概率分布。
这一方程的提出标志着量子力学从一个概念性的理论逐渐发展为一个能够进行精确计算和应用的学科。
5. 测不准原理的提出测不准原理是量子力学中的一个核心概念,由德国物理学家海森堡在1927年提出。
根据测不准原理,对于某一对共轭物理量,例如粒子的位置和动量,我们无法同时准确测量它们的值。
这一原理强调了粒子的固有不确定性,对于测量精度的限制有着重要的影响。
6. 德布罗意波与物质波动性法国物理学家德布罗意在1924年提出了物质具有波动性的假设,即微观粒子具有波粒二象性。
量子力学的发展史
量子力学的发展史量子力学是现代物理学中最为重要的分支之一,它的发展历史可以追溯到20世纪初。
在这个时期,人们开始对物质的微观结构进行了深入的研究,发现了许多神奇而又令人困惑的现象。
这些现象在当时的经典物理学中无法解释,因此人们开始寻找新的理论来描述它们。
1900年,德国物理学家普朗克提出了能量量子化假设,这种假设认为能量并不是连续的,而是以粒子的形式存在,这种粒子被称为光子。
这一假设为量子理论的发展打下了基础。
1913年,丹麦物理学家玻尔提出了原子的量子化假设,认为原子的电子只能存在于特定的能级上,而不能存在于任意的能级上。
这种假设解释了许多原子光谱现象,成为了现代量子力学的基础。
1924年,法国物理学家德布罗意提出了波粒二象性假设,认为所有的物质都具有波动性,而且波动的频率和能量之间存在着一种对应关系。
这种假设不仅解释了光的粒子性和物质的波动性,还为后来的量子力学打下了重要的基础。
1925年,德国物理学家海森堡提出了矩阵力学,这是量子力学的一个重要分支。
矩阵力学认为量子力学中的物理量不是像经典物理学中那样具有确定的数值,而是具有一些可能性,这些可能性可以通过矩阵来描述。
这种做法在当时引起了很大的反响,成为了量子力学的重要发展方向之一。
1926年,奥地利物理学家薛定谔提出了波函数的概念,这是量子力学的又一个重要分支。
波函数是描述量子力学中物体状态的数学函数,通过对波函数的求解,可以得出物体的各种物理量。
这种方法在当时得到了广泛的应用,成为了量子力学的基本方法之一。
1927年,德国物理学家海森堡提出了著名的不确定性原理,这是量子力学的又一个重要成果。
不确定性原理认为,对于某些物理量,比如位置和动量,我们无法同时知道它们的精确数值,只能知道它们的概率分布。
这种做法在当时引起了很多争议,但后来证明是正确的。
随着量子力学的发展,人们不断发现新的量子现象,比如量子纠缠、量子隧穿等。
这些现象不仅深化了我们对物质微观结构的认识,还为未来的量子技术发展奠定了基础。
量子力学发展简史
量子力学发展大事记1690年,惠更斯出版《光论》,波动说被正式提出1704年,牛顿出版《光学》,微粒说成为主导1807年,杨整理了光方面的工作,提出了双缝干涉实验,波动说再一次登上舞台1819年,菲涅尔证明光是一种横波1856-1865,麦克斯韦建立电磁力学,光被解释为电磁波的一种1885年,巴尔末提出了氢原子光谱的经验公式1887年,赫兹证实了麦克斯韦电磁理论,但他同时也发现了光电效应现象1893年,黑体辐射的维恩公式被提出1896年,贝克勒耳发现了放射性1896年,发现了光谱的塞曼效应1897年,J.J.汤姆逊发现了电子1900年,普朗克提出了量子概念,以解决黑体问题1905年,爱因斯坦提出了光量子的概念,解释了光电效应1910年,α粒子散射实验1911年,超导现象被发现1913年,玻尔原子模型被提出1915年,索末菲修改了玻尔模型,引入相对论,解释了塞曼效应和斯塔克效应1918年,玻尔的对应原理成型1922年,斯特恩-格拉赫实验1923年,康普顿完成了X射线散射实验,光的粒子性被证实1923年,德布罗意提出物质波的概念1924年,玻色-爱因斯坦统计被提出1925年,泡利提出不相容原理1925年,戴维逊和革末证实了电子的波动性1925年,海森堡创立了矩阵力学,量子力学被建立1925年,狄拉克提出q数1925年,乌仑贝克和古德施密特发现了电子自旋1926年,薛定谔创立了波动力学1926年,波动力学和矩阵力学被证明等价1926年,费米-狄拉克统计1927年,G.P.汤姆逊证实了电子的波动性1927年,海森堡提出不确定性原理1927年,波恩作出了波函数的概率解释1927年,科莫会议和第五届索尔维会议召开,互补原理成型1928年,狄拉克提出了相对论化的电子波动方程,量子电动力学走出第一步1930年,第6届索尔维会议召开,爱因斯坦提出光箱实验1932年,反电子被发现1932年,查德威克发现中子1935年,爱因斯坦提出EPR思维实验1935年,薛定谔提出猫佯谬1935年,汤川秀树预言了介子1938年,超流现象被发现1942年,费米建成第一个可控核反应堆1942年,费因曼提出路径积分方法1945年,第一颗原子弹爆炸1947年,第一个晶体管1948年,重正化理论成熟,量子电动力学被彻底建立1952年,玻姆提出导波隐变量理论1954年,杨-米尔斯规范场,后来发展出量子色动力学1956年,李政道和杨振宁提出弱作用下宇称不守恒,不久被吴健雄用实验证实1957年,埃弗莱特提出多世界解释1960年,激光技术被发明1963年,盖尔曼等提出夸克模型1964年,贝尔提出贝尔不等式1964年,CP对称性破缺被发现1968年,维尼基亚诺模型建立,导致了弦论的出现1970年,退相干理论被建立1973年,弱电统一理论被建立1973年,核磁共振技术被发明1974年,大统一理论被提出1975年,τ子被发现1979年,惠勒提出延迟实验1982年,阿斯派克特实验,定域隐变量理论被排除1983年,Z0中间玻色子被发现,弱电统一理论被证实1984年,第一次超弦革命1984年,格里芬斯提出退相干历史解释,后被哈特尔等人发扬1986年,GRW模型被提出1993年,量子传输理论开始起步1995年,顶夸克被发现1995年,玻色-爱因斯坦凝聚在实验室被做出1995年,第二次超弦革命开始。
量子力学发展史
量子力学发展史量子力学是一门研究微观粒子的科学,是近代物理学的重要分支。
量子力学的发展可以分为几个阶段:1. 1900年,瑞士物理学家阿尔伯特·爱因斯坦发表了论文《光电效应的统计学意义》,提出了能量是分离的粒子形式存在的概念,为量子力学的发展奠定了基础。
2. 1925年,爱因斯坦又发表了论文《原子结构的几何学意义》,提出了波动原理,即微观粒子的运动不是连续的,而是呈现波动形式。
3. 1926年,德国物理学家爱因斯坦、荷兰物理学家伯恩和德国物理学家布鲁诺·布拉格发表了论文《量子力学的基本原理》,提出了量子力学的基本原理。
4.后来,量子力学得到了进一步发展,出现了许多新的理论和方法,如矩阵力学、相对论量子力学、量子场论等。
这些理论和方法为解决许多微观粒子问题提供了有力的工具。
量子力学的发展为我们了解许多微观现象,如原子核、原子、分子、固体等提供了重要的理论基础,并在在量子力学发展的后期,又有许多重要的理论和发现。
这些理论和发现对我们对宇宙的认识和对技术的发展都有着深远的影响。
1. 1957年,美国物理学家李·汉密尔顿发现了量子动力学的不完备性定理,表明在量子力学描述中,存在一些现象是无法解释的。
2. 1964年,美国物理学家约翰·斯蒂芬·哈勃和美国物理学家罗伯特·沃恩发现了哈勃效应,表明在微观世界中,光的行为具有粒子性和波动性。
3. 1971年,美国物理学家詹姆斯·霍尔发现了霍尔效应,表明在微观世界中,电流也具有粒子性和波动性。
4. 1980年,美国物理学家理查德·费曼提出了量子计算的概念,并建立了量子计算的理论框架。
这为量子计算的实现提供了理论依据。
5. 1997年,美国物理学家罗伯特·沃恩和美国物理学家史蒂芬·埃里克森实现了量子力学发展的最新进展包括:1. 2012年,美国物理学家弗兰克·纽瓦克和欧拉·格林尼提出了量子力学的“量子信息”理论,表明量子力学可以用来进行量子信息的存储和处理。
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鬼话连篇:荒诞量子力学原创2017-01-15小学僧老和山下的小学僧先来个绕口令渲染一下诡异的氛围,量子力学奠基人波尔曾曰:如果你第一次学量子力学认为自己懂了,那说明你还没懂。
”为了理解这个叹为观止的理论的伟大,只能把起点设得低一些,就从认识论'说起吧!中学僧请跳过,直接看后半篇。
人类为了生存,一直试图认识和解释这个世界。
最早的认识论”充满了想象,后来逐渐演化成了宗教”,比如上帝创造了万物。
过了一阵子,有些人发现这种认识论"不靠谱,跪了半天祈雨,还不如萧敬腾管用!脑袋瓜好使的人就在思考世界的本源是什么”、东西为什么往下掉”,如此云云。
早期的聪明人只是坐在办公室研究世界,于是这种单纯的思辨就慢慢变成了哲学”大家围坐论道,逼格是挺高,但只能争个面红耳赤,张三说世界在乌龟背上,李四说世界在大象背上。
我说哥们儿,你们就不能验证一下吗?当然不能!土鳖才动手,君子只动口,这种风气夸张到什么程度呢?亚里士多德认为女性的牙齿比男性少”,就这么一个理论,愣是被奉为经典几百年。
很长一段时间,大家就是这么靠拍脑袋研究世界。
拍着拍着,突然有个家伙灵光一闪,拍出了逻辑思维,做起了实验,这就是伽利略”。
伽利略是第一个系统地用严密的逻辑和实验来研究事物的人,这便是科学”的雏形,所以伽利略很伟大,属于一流伟大”这个范畴。
是不是觉得早生几百年,你我都是科学家?别天真了,其实经常以负面形象出现的亚里士多德,绝对属于当时最聪明的人,时代局限性造成的无知”不是无知。
打个补丁,本文说的科学”是单纯的一门学科,而不是形容词。
啥意思呢?因为某党的某些需求,科学这个词在国内的意义急剧扩大化,以至于现在科学' 就是真理”的代名词,很多地方可以把科学”和合理”两个词互换。
你的做法很科学”,你的做法很合理”,这两句话有区别吗?再看英文版:你的做法很Scienee :这可就是语病了。
本文说的科学”就是“Scienee, 是—门学科,而不是理:。
各位看官,世界是由金木水火土构成”,这个题目是哲学还是科学?科学和哲学五百年前可真是一家人哦!伽利略去世后整好一年,牛顿诞生!有一句话叫:世界一片黑暗,于是上帝创造了牛顿。
如果你认为是牛顿三大定律成就了牛逼顿,那就大错特错了。
牛顿的代表作是《自然哲学的数学原理》,这名字就说明了一切,牛顿系统地把数学工具引入到研究中,用数学来解释实验现象,这才使哲学”和科学”彻底分开,揭开了经典物理学的序幕。
所以牛顿很伟大,堪称超一流伟大”!牛顿带头起了哄,往后数百年,各式牛人不断用数学解释这个世界的本质,逐渐构成了经典物理学的大厦。
可惜,同时代的中国人热衷于考公务员、研究社会学,这也为东西方未来几百年的巨大差异埋下了伏笔。
宗教:世界是上帝创造的。
哲学:世界是物质的。
科学:F=ma。
宗教、哲学、科学,三驾马车拉着人类文明向前飞奔。
科学的优势在于数学,数学使得科学的理论可以精确描述,精确重复,迅速传播,并在他人基础上快速发展。
而宗教往往需要靠悟”,比如心静自然凉”,很多人就无法验证与学习,无法重复这个现象,所以这个理论很难进一步发展。
最终,科学”摧枯拉朽般统一了人类的认知论,占据了绝对主流地位。
如今,无数个科学公式和科学理论交织在一起,相互印证,相互利用,自洽的解释这个世界。
同学们注意,重点来了,什么是自洽”?举个例子:小姑娘,体重多少?--50公斤。
怎么知道的?--体重称。
这个称准吗?--弹簧已校准。
怎么校准?--用标准砝码。
砝码哪里来?--单位体积的金属。
体积怎么量的?--用刻度尺。
刻度尺准吗?--激光校准。
这个问题是无限循环的,不同的科学理论相互印证,但人类永远无法知道小姑娘体重'这个真相。
就如警察破案,100个证人和1000个证据,都完美无缺的相互解释,那么警察就认为这就是真相。
人类这样自洽的解释世界,靠谱吗?会不会出错?几十亿人,成千上万个理论,运行了三百年,从来没有出现丝毫的错误!对统计学稍微有点常识的人都知道,这个理论出错的概率实在太小太小太小了。
没错,但再小的概率还是有可能。
这个可能'就是量子力学”和相对论” 这两个超一流伟大的理论将原先构建了几百年的经典物理学大厦彻底摧毁!很多人不知道经典物理学的经典”是什么意思,说白了,就是符合你想象的东西,比如:热学、力学、电磁学、光学、声学等,差不多就是中学的那些东西。
就算物理学的再差,肯定会有基本的科学意识,比如大家都认为车库的车不会瞬移到客厅来。
19世纪之前的所有人和现在99.99%的人,都是这个科学意识,这就是经典的含义,经典物理也叫牛顿物理。
故事从这里开始。
19世纪的最后一天,世界著名科学家齐聚一堂总结旧世纪,展望新世纪” 这群智商最高的人做出了一个现在看来非常荒谬的结论:所有的科学都被咱搞的差不多了,天上飞的,地上跑的,水里游的,大到恒星,小到原子,看得见的,看不见的,物理学大厦已经落成,就剩下一些敲敲打打的修饰工作,美丽而晴朗的天空只被两朵乌云笼罩”然后这群自恋的人在感叹后人真幸福啊!这就是物理学著名的两朵乌云”当时的物理学家认为,所有的科学只剩下这两个问题了。
现在我们再看亚里士多德同学,是不是觉得他也是一位好同学了?这叫时代局限性。
那么问题来了,什么样的乌云才能遮住所有人的眼睛?第一朵乌云。
古人以为空间里什么都没有,近代科学知道是有空气的,声音的传播需要空气。
按照这个思路,是不是空间里还有其他不知道的东西,不然太阳光靠什么传到地球。
后来实验来实验去,也弄不出个所以然。
物理学家很难过,称之为物理学大厦的第一朵乌云。
又飘来了第二朵乌云。
某人做实验发现辐射的能量是不连续的。
白话文翻译一下:我们知道人是一点点长高的。
如果有一天你发现,吃饭吃饭吃饭,没长高,再吃饭吃饭吃饭,突然长高了5cm,那么你的科学观是不是要崩溃了?第二朵乌云给当时物理学家带来的冲击和这个差不多。
看着这两个怪胎”人类文明的进步终于有了体现,和当年烧死异教徒”0鲁诺的教廷不同,物理学家一直在想怎么样和怪胎'和谐相处。
(1592年布鲁诺因坚持日心说”被烧死,直到1992年才被罗马教皇平反。
)科学通常是:实验-观察-提理论-再实验-再观察-再提理论,如此螺旋上升。
物理学家对这怪胎”可谓百依百顺,提出各种荒诞的理论来满足他们的要求,其荒诞程度和玄学”目差无几。
终于,在大家的精心照料下,第一个怪胎”生出了相对论,第二个怪胎”生出了量子力学。
先说第二个怪胎”量子力学几乎都是用数学描述的,考物理研究生只考量子力学而不考数学,可见其数学功底之深厚。
咱略过数学,用白话文说几个基本原理,看个热闹、品个味道就行。
情节需要,略过很多重要人物和理论,时间先后也有点出入,多包涵。
再强调三遍:数学!数学!数学!随手截取一段论文,给你们留个印象什么叫数学:注意,要展开剧情了!19世纪末,手欠的卢梅尔做了个黑体辐射实验”发现黑体辐射的电磁波能量是不连续,就像人是一段一段长高,而不是一点点长。
大家瞬间懵逼了,称之为紫外灾难”普朗克挺身而出,勉强凑出了普朗克辐射公式:大家别怕,能量这玩意儿本来就是一份一份传播的。
”这就是量子力学的起点。
爱因斯坦马上回过味儿来,照这个套路,那光是不是也一份一份传播的?然后巧妙解释了光电效应”:光是由一份一份不连续的光子组成的,随后乐呵呵跑去领了个诺贝尔奖。
德布罗意一看,这还了得!光有干涉现象,早被证明是一种连续的波,怎么这会又变成一粒一粒了?然后一拍脑袋:光如果既是连续的又是一粒一粒的,那么反过来,一粒一粒的实体微粒(如电子、原子等)会不会也是连续的?德布罗意吓出一身冷汗,于是提出了德布罗意波”压压惊(也叫物质波)。
即,所有的粒子既具有粒子性也具有波动性。
诡异的是,这居然被实验证明了!这和普通人看到鬼是差不多感觉的!事情发展成这样,大家都觉得很棘手,你想想,如果所有的粒子都有波动性,那由这些粒子组成的人、房子、甚至地球……都不敢往下想了!更关键的是,粒子为什么会变成这样!这和大家原先认识的电子、质子、原子完全不同,仿佛所有的物理学家一夜之间都失恋了,对着女朋友说:我从来没想到你居然是这样的人,你变了,变得我完全不认识了!没错,我想当时的物理学家一定是这种感觉!哥们儿我学过物理,失过恋,这真是两件痛苦的事情,于是物理学家都疯了,提出无数荒诞的原子模型,和酒后胡话相差无几。
放纵之后,一个叫波尔的人终于把狗屎一样的理论波尔模型”在氢原子上解释成功了。
即,电子轨道也是不连续的,也是一段一段的。
(各位,对量子”是不是有概念了?就是不连续的,一段一段的意思。
)本文开头嘲笑大家学不会量子力学的,就是这个波尔,别不服气,人家还是足球队主力,当年丹麦报纸的标题是:我国著名足球运动员获得诺贝尔奖。
”(中国国足掩面奔走……)大家一脸惊奇的看着波尔,发酒疯讲胡话,也能撩到妹子!于是,大家纷纷回头开始研究自己之前吹牛的那些胡话,说不定妹子已经在里面了呢!可惜波尔模型虽然成功解释了氢原子的各种特性,把氢原子”这个妹子吃的死死的,波尔模型完美解释了氢光谱的巴耳末公式,各常数e、m、h和里德伯常数之间取得了协调,还解释了诸如电子绕着原子核为什么不会被吸到原子核上”此类的问题但当波尔模型把魔爪伸向其他妹子的时候,突然不灵了!哪怕只是多了一个质子的氦原子。
既然这撩妹技巧也不是老少通吃,大家松了口气,看来还有机会!其中,冷艳高贵的反常塞曼效应’妹子始终不理睬玻尔模型,甚至连正眼都没看一眼。
其他物理学家各种献殷勤,还是没能博得美人一笑。
正当大家一筹莫展时,荷兰的两个名不见经传的博士生(在物理撩妹界属于小学僧级别),提出:电子具有内禀运动一一自旋,而且只有2个方向。
这俩娃还写成论文发表,不过随即就后悔了,自己也觉得太扯蛋,想找导师撤回论文,导师安慰他们,年轻人闹点笑话没关系。
大跌眼镜的是,反常塞曼效应”妹子回眸一笑!整个撩妹界都沸腾了!这两个娃一带头,大家马上就顿悟了,一起高唱:对面的女孩看过来!看过来!看过来!”各种高冷妹子一个个转过头来!不止电子,质子、原子、甚至光子,所有粒子都有自旋。
电子自旋最终成为量子力学最重要的理论基础之一!然而,自旋让事情变得更加扑朔迷离,这种诡异的与生俱来的角动量,却不能用经典物理中的旋转去描述,因为这不但违反相对论,还不能解释为什么旋转只有2个方向!不过这拯救了一直纠结电子如何分布的科学家泡利。
泡利茅塞顿开,说道:一山不容二虎,除非一公一母。
这就是泡利不相容原理”的精髓:同一电子轨道只能容纳1个电子,除非电子自旋态是相反的,也就是说一个轨道最多只能容纳2个电子。
一个电子轨道凭啥只能放2个电子, 没道理啊!这居然也成了量子力学的重要理论!这一堆荒诞的理论,把牛顿他们好不容易收拾的规规整整的科学又弄得面目全非。