量子力学的发展进程

量子力学的发展进程

黑体2014

摘要：简述了量子力学的发展进程。量子力学是近代物理学的重要组成部分,是研究微观粒子(分子、原子、原子核、基本粒子等)运动规律的一种基础理论。它是本世纪二十年代在总结大量实验事实和旧量子论的基础上建立起来的。它的发展曾经引起物理思想上的巨大变革,它产生的影响,绝不局限于物理学和化学这两门学科,而且还涉及人类认识本身的种种基本问题。因此对它的发展进程进行研究有着特别的重要意义。笔者想在这篇文章中对量子力学的发展进程作一简要的回顾,并就自己在学习周世勋《量子力学教程》这门课程中一些疑惑和感想做一说明。

关键词：量子力学；进程；学习心得

The development process of quantum mechanics

Abstract:Briefly describes the development process of quantum mechanics. It is an important part of modern physics, quantum mechanics is the study of microscopic particles (molecules, atoms, nuclei, elementary particles, etc.) a basic theory of the motion law. It is in the 20 s of this century in summing up a lot of experimental facts and the old quantum theory established on the basis of it. Its development has caused physical and ideological change, the impact of it, not limited to the physics and chemistry, the two subjects, but also the basic problem of human cognition itself. So the study of its development process has a special significance. In this article the development process of quantum mechanics makes a brief review of, and in their learning Zhou Shixun in the course of the quantum mechanics course some doubts and thoughts.

Key words:Quantum mechanics; Process; The learning

目录

一正文

1引言 (4)

2量子力学的发展进程 (4)

2.1 旧量子论的建立 (6)

2.2 量子力学的建立 (9)

2.3 量子力学的发展 (11)

3 学习量子力学的一些感想 (14)

参考文献 (16)

1引言

初学者在对量子力学这门课程学习的过程当中，始终有很多疑惑，量子到底是什么，这门课程为什么叫做量子力学。量子力学是怎么产生的，其产生的的原因是什么呢，什么是旧量子论，以及量子力学的建立、百年发展过程是怎样的，而这篇文章很好的解决了这些问题，应该对初学者大有益处。

2量子力学的发展进程

“谁不惊异于量子理论谁就没有理解它”

——尼尔斯玻尔（1885年~1962年）

谈到量子力学，首先我们要清楚两个问题。其一，什么是量子力学；其二，量子力学的研究对象是什么。量子力学是反映微观粒子（分子、原子、原子核、基本粒子等）运动规律的理论，其研究对象是微观粒子。量子力学可以解释原子和亚原子的各种现象。

其次，我们就会谈到量子力学的诞生和发展。从而具体的认识量子力学这一伟大的理论体系。

那么要认识其发展，先让我们了解以量子力学为中心的部分年表：

1859 热辐射定律（基尔霍夫）

1864 电磁学基本公式（麦克斯韦）

1869 元素周期表（门捷列夫）

1879 热辐射定律（斯泰潘）

1884 氢的巴耳末光谱线系（巴耳末）

1890 光谱线公式（里德伯）

1893 辐射位移定律（维恩）

1895 黑体（维恩）

1896 热辐射公式（维恩）放射线（贝克勒尔）电子（汤姆逊）

1900 辐射公式（瑞利）辐射公式（普朗克）量子假说（普朗克）

1904 原子模型（汤姆逊）

1905 光量子假说（爱因斯坦） 狭义相对量（爱因斯坦）

1907 比热的理论（爱因斯坦）

1913 原子构造理论（玻尔）

1914 能级的证实（弗兰克赫兹） X 线光谱定律（莫塞莱）

1915 广义相对论（爱因斯坦）

1918 对应原理（玻尔）

1923 康普顿效应（康普顿） 物质波（德布罗意）

1925 不相容原理（泡利） 自旋（乌伦贝克古兹密特）

1926 波动力学（薛定谔） 矩阵力学（海森伯） 几率解释（玻恩） 1927 不确定性原理（海森伯） 电子波的确认（戴维孙革末）

并协原理（玻尔） 共价键结合的理论（海特勒伦敦）

1928 电子的相对论方程 光的量子论（狄拉克） 蜕变理论（盖莫夫） 1929 量子电动力学（海森伯 泡利） 康普顿散射理论（克莱因）

1930 正电子的理论（狄拉克） 量子力学的争论（爱因斯坦 玻尔）

1947 氢原子的能级（兰姆 雷瑟夫） 新离子的发现（罗切斯特 巴特勒） 1949 原子核的壳层模型（迈尔 简生） 原子钟（美国标准局）

1954 微波激射（汤斯）

1956 宇宙不守恒（李政道 杨振宁）

1957 超导理论（巴丁 库泊 施里弗）

从上面的年表可以整体的看出量子力学这一理论的出现并不突兀。当问题解决不了了，就会迫使新的东西应运而生。爱因斯坦提出的狭义相对论改变了牛顿力学中的绝对时空观，指明了牛顿力学的适用范围。即只适用于速度v 远小于光速的物质的运动( 1〈〈c v s

m c 810998.2⨯=是真空中的光速)。量子力学则涉及物质运动形式和规律的根本变革。20世纪前的经典物理学(经典力学、电动力学、热力学与统计物理学等)。只适用于描述一般宏观条件下物质的运动，而对于微观世界( 原子和亚原子世界) 和一定条件下的某些宏观现象(例如极低温下的超导、超流、玻色-爱因斯坦凝聚等)，则只有在量子力学的基础上才能说明。

正如我们所说任何重大科学理论的提出，都有其历史必然性。在时机成熟时(实验技术水平、实验资料的积累、理论的准备等)就会应运而生。但科学发展的