《相对论和量子论》读书笔记
经典力学,相对论与量子论的关系
经典力学,相对论与量子论的关系经典力学、相对论和量子论是物理学中的三大理论体系,每个理论体系都有自己的适用范围和局限性。
它们之间的关系不仅仅是纯学科关系,更是哲学和科学方法论上的关系。
经典力学是描述大尺度物体运动的理论,其基础是牛顿力学。
通过牛顿定律,可以得出物体在受到力的作用下的加速度以及位置的变化。
经典力学认为物质是连续且具有确定的位置和速度,这种观点在纳米尺度下变得不再成立,因为粒子的行为变得不可预测。
相对论描述了高速物体运动的理论,由爱因斯坦提出。
相对论基于两个基本原理:光速不变原理和等效原理。
相对论中,时间和空间不是绝对的,而是与观察者的运动状态相关。
另外,相对论给出了质能的等价性方程E=mc²,揭示了质量能量的本质统一。
量子论则是描述微观物体运动的理论,其基础是量子力学。
量子力学的基本概念包括波粒二象性以及不确定性原理。
波粒二象性表明了电子、光子等粒子既是波又是粒子,存在于一个综合波函数的描述中,并且粒子运动的轨迹不是具体的,而是具有一定的概率分布。
不确定性原理则说明,测量某个量的精度越高,就会牺牲对另一个量的精度,不能同时得到完全确定的结果。
这三个理论体系之间的关系,可以通过以下几个角度来分析:1. 范畴分明三个理论体系适用的范围不同。
经典力学适用于尺度较大的物体,而相对论适用于高速运动的物体,量子力学适用于微观物体。
它们各自是不同层面上的物理现象的描述,不能用一个理论来解释另一个层面的物理现象。
2. 相互影响三个理论体系之间也存在相互影响。
相对论影响了经典力学的思想,引发了爱因斯坦场方程的提出。
量子力学则影响了相对论的思想,引发了弦理论和量子引力等新理论的涌现。
而经典力学则成为了相对论和量子力学的基础和桥梁,许多经典力学中的概念和方法都被引入到相对论和量子力学中。
3. 哲学思考三个理论体系是不同的哲学思考所导致的。
经典力学源于牛顿对于经验法则的总结,相对论则反映了爱因斯坦对于时间和空间的新的哲学思考,量子力学则涉及了粒子和波的关系等哲学问题。
高二历史相对论与量子论试题答案及解析
高二历史相对论与量子论试题答案及解析1.爱因斯坦创立的相对论与牛顿力学的关系,比较正确的说法是()A.前者完全否定了后者B.前者发展了后者C.前者发展和概括了后者D.前者融化了后者【答案】C【解析】本题主要考查学生运用所学知识解决问题的能力。
尊重材料是做对历史题目的唯一秘籍。
而通过材料不难发现,爱因斯坦创立的相对论与牛顿力学的关系不是否定与否定的关系,而是继承和发展的关系,二者看上去是矛盾的,但是二者研究的领域不同,所以并不矛盾。
所以比较正确的说法是前者发展和概括了后者。
【考点】近代科学技术·经典力学·爱因斯坦创立的相对论与牛顿力学的关系2.牛顿:“我之所以比别人看得更远,是因为我站在巨人的肩膀上。
”20世纪初“站在”牛顿肩膀上观察时空,且比他“看得更远”的科学巨人是 ()A.门捷列夫B.达尔文C.诺贝尔D.爱因斯坦【答案】D【解析】本题主要考查学生阅读材料,抓住关键信息及知识的运用能力,解题时注意题干中的时间限制“20世纪初”,站在“牛顿肩膀”上,而且是“观察时空”,由此联系已学知识可知只能是爱因斯坦。
因为他在经典力学基础上进一步发展了牛顿力学体系,提出相对论。
故选D。
【考点】近代科学技术·经典力学·爱因斯坦3.激光是20世纪以,继原子能、计算机、半导体之后,人类的又一项重大成就,被称为“最快的刀”“最准的尺”“最亮的光”等。
这一发明主要与谁的科学理论有关A.伽利略B.牛顿C.法拉第D.爱因斯坦【答案】D【解析】1917年爱因斯坦提出了一套全新的技术理论“光与物质相互作用”,成为激光发明的理论基础。
这是其对物理学的重要贡献之一,故选D。
【考点】近代科学技术••经典力学•爱因斯坦。
4.某一理论“使人们的认识由低速领域扩大到高速领域,由宏观领域延伸到宇宙领域,人们第一次深刻地认识到时间、空间和物质的运动相互依赖”这一理论指的是A.牛顿的经典力学B.达尔文的进化论C.爱因斯坦的相对论D.普朗克的量子论【答案】C【解析】本题主要考查学生准确解读材料信息的能力,材料中文字“使人们的认识由低速领域扩大到高速领域,由宏观领域延伸到宇宙领域,人们第一次深刻地认识到时间、空间和物质的运动相互依赖”描述的是爱因斯坦相对论的特征和作用,所以答案选C,A B D三项理论的特征与上述题意特征不符。
(狭义)相对论和量子力学概论
H的规范不变性对应于该系统的电荷守 恒
重子数守恒、轻子数守恒,等等
洛仑兹变换与相对论不变性
系统的哈密顿函数或拉氏函数在洛仑兹 变换下的不变性即相对论不变性,它对 应于该系统的物理量(各阶张量)及其 所满足的物理规律(张量方程)的协变 性
现代量子场论及粒子物理所满足的规范 理论都同时满足洛仑兹变换下的不变性 即相对论协变性
能
c
Ek
(m m0 )c2
1 2
m0v2
不谋而合
再次表明,相对论力学对经典力学的极 限关系与兼容性
现代物理概论
第一章 相对论和量子力学
§1 狭义相对论的基本原理
一、伽利略变换 ( 简称:G -T ) (Galilean Transformation)
伽利略的力学相对性原理 绝对的时间与绝对的空间—伽利略时空座标变 换是其力学相对性原理的充分而不必要的条件
爱因斯坦-洛仑兹变换,也是力学相对性原理 的一个充分条件
爱因斯坦-洛仑兹变换,更是物理学(即力、 电、热、场论)相对性原理的充分条件
相对论的概念与结构
相对论分为狭义相对论也称特殊相对论(Special Relativity),与广义相对论也称一般相对论(General Relativity)
爱因斯坦引力场方程与宇宙模型
爱因斯坦根据他的引力场方程,得到了 一个膨胀的宇宙模型,为了得到一个静 态的宇宙模型,给其宇宙方程错误地加 上了一个“宇宙常数”项(吸引项) .这 成为爱因斯坦最大的遗憾和仅有的一次 失误.他肯定了年轻的弗里德曼的宇宙模 型——在大尺度上,宇宙是各向同性、 均匀并不断膨胀着。
题,即运动的粒子与静止粒子相比寿命要长, 好象“运动使其年轻”,实际上是相对论测量 效应。
相对论和量子论
相对论和量子论量子论和相对论是二十世纪最伟大的两个改变世界的理论,于今他们仍然深深的影响和改变着我们的世界。
量子论是现代物理学的两大基石之一。
相对论解决了高速运动问题;量子力学解决了微观亚原子条件下的问题。
所以我们就不难确定它们各自的适用范围:量子力学适用于微观亚原子,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。
相对论是关于时空和引力的基本理论,主要由阿尔伯特·爱因斯坦(Albert Einstein)创立,依据研究的对象不同分为狭义相对论和广义相对论。
相对论和量子力学的提出给物理学带来了革命性的变化,共同奠定了近代物理学的基础。
相对论极大的改变了人类对宇宙和自然的“常识性”观念,提出了“同时的相对性”、“四维时空”、“弯曲时空”等全新的概念。
相对论分为:狭义相对论和广义相对论,狭义相对论适用于惯性系,广义相对论适用于惯性系和非惯性系。
狭义相对论是建立在四维时空观上的一个理论狭义相对论有两个原理,一是相对性原理:物理规律在所有的惯性系中有相同的表达形式,二是光速不变原理:真空中的光速是常量,于光源或者观测者的运动无关。
狭义相对论的结论有:①长度收缩;②时间延续;③相对质量;④相对论多普勒效应。
狭义相对论的重要性;①建立了是用于高速运动的更加精确的时空观;②促进了原子能的利用;③导致了广义相对论的建立,在天体观测中有重要应用。
广义相对论是爱因斯坦继狭义相对论之后,深入研究引力理论,于1913年提出的引力场的相对论理论。
这一理论完全不同于牛顿的引力论,它把引力场归结为物体周围的时空弯曲,把物体受引力作用而运动,归结为物体在弯曲时空中沿短程线的自由运动。
因此,广义相对论亦称时空几何动力学,即把引力归结为时空的几何特性。
高三历史相对论与量子论试题答案及解析
高三历史相对论与量子论试题答案及解析1.爱因斯坦在1935年指出“(甘地的不抵抗)只有在理想的条件下才可实行,在印度实行不抵抗主义来反对英国也许是行得通的,但是在今天的德国却不能用这种办法来反对纳粹。
” 据材料并结合所学指出下列各项中符合史实的是:A.爱因斯坦直接参与原子弹研制,之后反对核战争B.两人都赞成和平斗争,都因条件变化而调整策略C.两人都重视现代科技,并重视其对人类的双刃性D.甘地的非暴力不合作运动是一场特殊的空想运动【答案】B【解析】该题属于史实判断型选择题,旨在考查学生对史实的记忆与理解的准确性。
题中涉及爱因斯坦与甘地二人关于战争的相关思想的比较。
根据相关史实,B项表述正确,二人在历史条件和状况变化之后变成了新的斗争思想。
【考点】现代科学技术·相对论和量子论·爱因斯坦2.某理论以一种全新的模式重建了宇宙体系,认为宇宙是有限的,物体不只是三维空间,而是四维的,长、宽、厚与时间组成四维的“时空连续统一体”。
该理论A.大大加强了人类对微观世界的研究B.为人们发现海王星提供了理论依据C.为经典力学的创立奠定了理论基础D.改变了人们认识世界的角度和方式【答案】D【解析】首先要正确理解材料的内容,材料叙述的是爱因斯坦的相对论的内容,其次对应备选项来筛选答案。
A项是量子力学理论创立的意义,所以排除A项。
B项内容是牛顿的经典力学理论的意义,所以排除B项。
C项明显错误。
【考点】现代科学技术·相对论和量子论·相对论3. 1922年12月,一部名为《爱之光》的剧本基本剧情是:一位科学博士以前认为,时间先生和空间小姐毫无联系、相对独立,所以在科学研究中遇到许多无法克服的困难。
一天,光之神给他带来了重要灵感。
最后,科学博士摘下了他的“有色眼镜”,明白了时间先生和空间小姐的本质联系。
该剧情反映的科学成就A.说明了物体的颜色形成原理,奠定近代光谱学的基础B.是人类对自然界认识上的第一次理论大综合C.成为天文学上的基础定律,可以解释潮汐现象D.是原子能科学、宇宙航行等科学的理论基础【答案】D【解析】本题主要考查学生对材料的理解能力。
科普读物读后感(精选9篇)
科普读物读后感(精选9篇)科普读物的读后感篇一每一个人的心中都有一个又一个的谜,我也不例外——地外文明真的存在吗?动物为什么要冬眠?植物也需要呼吸吗?我们能不能跨越时空?这些问题一直伴随着我,为了解开这些我不懂的“迷”我选择了《少年科普世界》,我希望它可以给我带来这些我不懂得的问题的答案。
这套《少年科普世界》共分为十册内容非常丰富,包括天文、地理、生物、人体、科技、动物等方面的内容,是一套增长知识的科普读物。
书中平实的文字,清新自然;用准确浅显,生动活泼的语言,解答了我最感兴趣、最想了解的科学之谜《少年科普世界》让我没有梦幻感,那些具体而详细的文字,不时让我感觉到科学奥妙的存在。
自从我读了这套书后,开阔了我的视野,使我知道日常生活要注意些什么,遇到的一些奇闻异事我也可以通过科学说法来解答他,丰富了我的生活经验,让我不断的健康成长。
还增长了许多科学道理和文化艺术类的知识。
书中一个个新奇的知识,让我感到大千世界的五彩缤纷和自然界中的千变万化,真让我爱不释手。
其中有“我呼吸的是什么”,“太阳帆远征宇宙”,“”和“空气到处是一样的吗”等。
这些内容我都很喜欢,但是,最让我感兴趣的就是《磁悬浮列车为什么可以悬空行驶》这篇文章。
让我又联想到了人们常说的概念汽车。
我们未来的交通工具又是什么样的呢?一本好书,不但可以激发学习的欲望,而且还可以开拓眼界,在这个讲究的话,我们肯定会被这个时代所渐渐的遗忘,我们只会一点一点的落后,选择一本好的科普类读物吧,相信它会给你带来意外的收获!经常读有关这方面的书,头脑中产生的疑问才会越来越少,兴趣也就越来越高。
同时还可以获得更多的知识,更多的学问,更多的人生道理!《科普读物》读后感篇二这本书主要讲了毛手毛脚,单纯无知的小男孩列奥与具有多种旅行经验,博学多才的叔叔和慎重的战略家女孩宝萝从亚马逊主道河逆流而上,却不幸遭遇飑雨被困于绿色地狱——毒虫猛兽出没的亚马逊丛林中。
此书经过《取火记》,《设立临时营地》与《可怕的龙卷风》等二十个诙谐而又不失严谨的经典篇章使这本书变得墨香四溢,令人欲罢不能。
相对论
h E =,以及薛定谔、海森伯和狄拉克创立的量子力学,量子场论和量子电动力学,推开了量子物理学的大门,成了统治二十世纪物理学的主流。
从此,连续统的古典力学世界就变成了可数的、分立的、量子化的,一切皆由微粒组成的宇宙;质量是如此,能量也是如此;波长是如此,频率也是如此。
说到底,是微观粒子波粒两象性——这一百年的谜端,阻碍了人们用牛顿力学的语言,来描述微观粒子的运动!但是,最近我们著文宣称1),光量子确实是古典概念上的微观粒子,而不是波动,所谓表征光量子波动性的波长 ,不过是组成光量子的N 个单光子之间的间距:C m N h =,C m 是单光子的动量。
这样,微观物理世界可顺理成章地用牛顿力学的语言来描述从历史上看,量子物理真正的始作俑者是1885年瑞士物理学家巴耳末。
他用一个非常简洁的经验公式)121(~22n R = 来描写氢光谱七色光的巴耳末线系。
(~是谱线的波数,R 为里德伯常数),它预言了,物质发光的波长,不是任意的,它受一个正整数的数字公式支配,其中蕴含着量子化概念的先声,发掘这个先声内在机理的是伟大的玻尔,他用轨道角动量量子化假设和发射吸收电磁波(即光量子)的频率条件,在理论上成功地导出了巴耳末波数公式,并推导出R 的理论值153410097373177.12 ×==cm h e m R e 理,树立了电子绕核运动的定态概念和垫定了量子物理学的理论基石一个时代总有一个时代的成就,一个时代也总有一个时代的缺失。
一个发现之门被推)121(~22n R = 、普朗克公式E=h 和质能关系E=mc 2=N m c (m 为单光子的质量)的基因,以及爱因斯坦的相对论基因的修正因子,当然也是无可厚非、无可指责的。
这也是冯劲松的理论所以取名<宇宙相对论量子力学>的原因所在但是它的这个相对论不是爱因斯坦的相对论,是物理规律(即有关物理量)应作速度项221Cv 修正的相对论,他的量子力学也不是对微观粒子作统计解释的量子力学,而是对单个微观粒子可作牛顿力学精确描述的量子力学,现将冯劲松的理论框架列之如下:1、以氢分子四体问题为例,有质子和电子之间的吸引力,也有质子间和电子间的排斥力,总数一共有六对力,大小相等,方向相反,两对力是同性相斥,四对力是异性相吸,在一个空间力动态平衡的体系内,各运动粒子,任何时候,在各方向上受到的各种力和惯1542=•+++B z a m F F F 20)()(11211641=•••++•••+ ++C e e a v m CN m r v v m C N m F F F 30)()(22222632=•••++•••+ ++D e e a v m C N m r v v m C N m F F F 4上列方程组(1)、(2)、(3)、(4)式是氢分子里的四个动质点的力动态平衡方程,方程式中的库仑力654321,,,,,F F F F F F 是经速度项221Cv 修正后的库仑定律计算表达的函数关系式,这里面包含了相对论基因的修正因子;3)、(4)式中原子核外运动电子的质量是用一个 ••+=v m C N m m e ev 的函数关系式来表达的,其中() m m m N e ex ÷ =注明N ——是电子质量增、减量子变化常数,610070608924.2×;ex m ——为中子态的电子质量,kg 3110058.23 ×;e m ——为超导态的电子质量,kg 31_10109534.9×; m ——是单光子的质量,kg 37_1073640775.6×;v ——是电子绕核运动速度,s m /;C ——是光速,s m /1099792458.28×它就是说明一个能量的最小单位——单光子作用到氢分子系统内所引起的变化已经计入方程,这里面已经包含了量子论基因;以及式1)、(2)、(3)、(4中D C B A a a a a ,,,是各动质点的加速度,这里面已包含了牛顿力学的基因;将以上三项融合在一起就是冯的新相对论量子力学。
物理读后感6篇
物理读后感6篇(实用版)编制人:______审核人:______审批人:______编制单位:______编制时间:__年__月__日序言下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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2024年物理读书笔记(精选6篇)
2024物理读书笔记(精选6篇)物理读书笔记1书中介绍有关“折射定律”发现的历史故事,以及我从书中领悟到的一些道理。
折射定律是莱顿的力学教授斯涅耳发现的。
他从未公布他的发现,但是,惠更斯和伊萨克。
沃斯两人声称曾审查过斯涅耳的手稿。
他以不方便的形式把折射定律叙述如下:在相同的介质里,入射角和折射角的余割之比总是保持相同的值。
由于余割和正弦成反比,这个叙述等价于现代形式就很明显了。
迄今就我们所知,斯涅耳没有试图作这个定律的理论推导,但是他用实验验证了它。
像在现代书本中看到的那种正弦定律,是笛卡儿于1637年在他的《屈光学》一书中作出的。
他没有提到斯涅耳,可能是他自己独立地发现了这个定律。
笛卡儿没有做实验,但他从如下的假定理论上推导了这个定律:(1)光速在较密的介质中较大(现在知道,这是错误的);(2)在相同介质里,这些速度对各种入射角都有相同的比率;(3)在折射时,平行于折射面速度分量保持不变(现在知道,这也是错误的)。
这些假定不大可能是正确的,这引起了数学家费玛和其他人着手去证明它。
费玛从下述假定推出了这个定律,即光以最少的时间从一种介质的某一点传播到另一种介质的某一点,而且在较密的介质中光速较小。
科学就是这样,不断地有人提出质疑,又不断的推动理论的完善和进一步发展,人们总是走在趋近真理的道路上,在这条道路上会有曲折,但整个人类的步伐是不断向前的。
折射定律最终的提出者笛卡儿在三个假定理论上推导出了折射定律,但是在他假设的理论里面已经出现了一些问题,虽然得出了符合事实的结论,但是推导过程还是有待商榷的。
这个也告诉我们任何一项定律的得出,只有实打实的数学推导或者切身的实验观察、总结和推理得出的结论才更真实更可靠。
总之,物理是门讲求严密和严谨的学科,不仅学习物理要如此,对待我们平时的工作和生活更需如此,要不停的鞭策自己认真把每项工作做好,不管是简单的工作还是复杂的工作,都不能掉以轻心、疏忽大意,时时刻刻保持严谨的生活和工作作风。
《学艺》与量子论和相对论在中国的传播
a r ei n o p rt ea a s . eut I evlm —9 Wse n i eshf.w i a ia y t erv w a dcm a i nl i R s l nt ou e11 i na d W s nca u e av ys s h s s i hc w si t l h ni l
《 学艺》 量子 论和 相7 40 ; 10 0
(. 1 西北 大学 数学与科学史研究 中心 , 陕西 西安 ,109 2 渭南师范学 院 物理学系 , 西 渭南 70 6 ;. 陕
3 西北大学 学报编辑部 , . 陕西 西安 70 6 ) 10 9
Wi e n se sh f n h p e d o h u n u s n a d Wi n c a ta d tes r a ft eq a t m s s
t e r n h e a i iy t e r n Ch n h o y a d t e r l tv t h o y i i a
Absr c :Ai tat m To su y t e d s e n t n a d d v lpme to h a l a t m h o y a d t e r ltvt h o y t d h is mi ai n e eo o n ft e e ry qu n u t e r n h e aiiy t e r i ia n Ch n .An o p o i l sfrsu yn h is mi ain h so y o h wo t e re n Ch n . e ho s L tr d t r vdecue o t d i g t e d se n to it r ft e t h o si i a M t d ie — i
西北 大学学报 ( 自然科学版) 21 0 0年 1 , 4 2月 第 0卷第 6期 ,e .2 1 ,o.0 N . D c ,0 0 V 14 , o6
量子论相对论三者关系
量子论相对论三者关系
量子论和相对论是现代物理学中最重要的两个理论,它们描述了宇宙中最微小和最大的事物。
虽然它们描述的是两个完全不同的领域,但它们之间存在一些有趣的关系。
首先,相对论和量子力学是两个不同的理论,它们描述了不同的现象。
相对论主要描述了高速物体的运动和引力,而量子力学则描述了原子和分子的行为。
因此,相对论和量子力学适用的尺度和领域是不同的。
然而,当我们研究更微小的领域时,我们必须将这两个理论结合起来,才能得到更全面的描述。
这就是量子场论的基础,它结合了相对论和量子力学。
其次,相对论和量子力学都具有基本的不确定性原理。
相对论中的不确定性原理表明,我们无法同时精确地测量一个物体的位置和速度。
而量子力学中的不确定性原理则表明,我们无法同时精确地测量一个量子粒子的位置和动量。
最后,量子场论中也有引力的存在,这意味着引力也是一种基本力量,和电磁力、弱力和强力一样重要。
总之,虽然相对论和量子力学描述的是两个不同的领域,但在更微小的尺度下,这两个理论必须结合起来才能够得出更完整的描述。
同时,它们也共享着一些基本原理和基本力量的存在。
- 1 -。
果壳中的宇宙
读书笔记
读书笔记
虽然看不太懂,但是觉得很有意思,我一直都觉得或许我们不过只是别人眼中微不足道的存在,比如说我们 惊叹蚂蚁这样小小的东西,却有那么多秘密。
《果壳中的宇宙》,6.6万字,阅读时长6小时虽然《果壳中的宇宙》一书,比《时间简史》和《宇宙简史》 不容易理解的地方似乎更多一些,但也有不少重复和看得懂大概观点和逻辑的地方,从而积累对宇宙理论的理解: 1、狭义相对论的一个非常重要的推论是质量和能量的关系。对于地球而言逃逸速度大约为每秒12公里,对于太 阳则大约为每秒100公里。这些会让人更加深刻地理解当下、认识自己。
果壳中的宇宙
读书笔记模板
01 思维导图
03 读书笔记 05 目录分析
目录
02 内容摘要 04 精彩摘录 06 作者介绍
思维导图
本书关键字分析思维导图
宇宙
量子论
简史
牛顿
航行
果壳
世界
果壳
相对论
时空 宇宙
相对论
宇宙
形状
星际
时间
内容摘要
内容摘要
相对论和量子论是20世纪最伟大的科学成就。尤其是前者,他完全是人类智慧的伟大构筑。所以在《果壳中 的宇宙》的第一章相对论简史中主要是关于爱因斯坦的生平。量子论则是实验观测的被动产物,它的含义迄今还 解释不清。在广义相对论中,时空不再是一个被动的背景,而是宇宙演化的主动参与者。物质分布使时空弯曲。 现在再去侈谈宇宙之外的空间和时间,对这些概念进行所谓的思辨,只能是倒退到圣奥古斯丁之前。牛顿的时空 观是一个虚幻,而虚幻的唯一功能是对软弱者的安慰。
目录分析
1
第一章相对论 简史
2
第二章时间的 形状
3
第三章果壳中 的宇宙
物理学经典力学相对论量子论生物学进
通过牛顿开辟的科学方法,人类可以在实验室里发现 事物的真相和原理,揭示规律,然后运用这个原理从事于 技术发明,最后再将技术转化为现实的生产力。
正是因为遵循了 科学、技术 和 生产 这个全新的模
式……沟通了人类5000年来一直无法跨越的“技术”和
“科学”之间的鸿沟……开启了“工业革命”的大门。
证明哥白尼的“日心说”的正确性
注重科学研究方法
标志着物理学的真正开端
牛顿
《自然哲学的数学原理》 (物体运动三大定律和
万有引力定律)
标志着牛顿力学体系的形 成
相对论(狭义、广义)、
爱因斯
光速不变原理
(否定了••••••修正了 ••••••揭示了••••••发展了
••••••推动••••••)
坦 成功解释光电效应出现 进一步推动了理子论的发
③打破了经典力学体系的局限性
④使人类对客观世界的认识开始从宏观世界深入到微观 世界
A、①②③
B、②③④
A
C、①③④
D、①②④
2、 现代自然科学和现代技术革命的基础是 D
A、牛顿力学
B、相对论
C、量子假说
D、量子理论、相对论
二、相对论的创立
1.背景 1)19世纪科学得到了飞速发展; 2)物理学研究中遇到了一些经典力学无法解释的新
问题。 2.相对论的提出及主要内容
20世纪初,爱因斯坦提出了狭义相对论和广义相对论
狭义相对论认为:时间和空间随着物质运动速度的变 化而变化,发生尺缩效应和钟慢效应;质量会随着物 体运动速度增大而增大。 E = M . C 2
3)再次改变了人们认识世界的角度和方法。 推动了人类第三次科技革命
牛顿和爱因斯坦,谁才是最伟大的科学家
《量子力学原理》随笔
《量子力学原理》读书札记目录一、量子力学概述 (2)1.1 量子力学的定义和发展历程 (2)1.2 量子力学的主要理论和概念 (4)二、量子力学的基本原理 (5)2.1 波函数和薛定谔方程 (6)2.2 测量问题和不确定性原理 (7)2.3 超定态和量子叠加 (9)2.4 量子纠缠和量子隐形传态 (11)三、量子力学的主要应用 (12)3.1 量子计算 (13)3.2 量子通信 (14)3.3 量子传感 (15)3.4 基本粒子物理学和核物理学 (17)四、量子力学的哲学思考 (18)4.1 量子力学的解释主义 (20)4.2 量子力学的哥本哈根诠释 (21)4.3 量子力学的多世界诠释 (23)4.4 对量子力学的质疑和挑战 (24)五、量子力学与相对论 (25)5.1 狭义相对论与量子力学的结合 (26)5.2 广义相对论与量子场论的结合 (28)六、结语 (28)6.1 量子力学的现状和未来发展趋势 (29)6.2 对量子力学的期待和展望 (31)一、量子力学概述作为现代物理学的重要分支,自20世纪初诞生以来,便对科学界产生了深远的影响。
它不仅改变了我们对自然世界的认知,还为许多前沿科技的发展提供了理论基础。
量子力学研究的是物质的微观粒子行为,特别是在原子和亚原子粒子层面的现象。
在量子力学中,粒子的状态不再是传统的确定性的,而是被描述为概率性的。
一个粒子可以同时处于多个状态,这种状态被称为叠加态。
当我们对粒子进行测量时,它会塌缩到一个特定的状态,并且测量结果遵循一定的统计规律,如波函数坍缩。
量子力学的核心概念还包括超定位原理,即一个量子系统可以同时处于多个可能状态的线性组合。
量子纠缠现象揭示了粒子间状态的强相关性,使得远程的粒子状态可以瞬间影响彼此,无论它们相隔多远。
量子力学是一个复杂而深奥的理论体系,它挑战着我们对现实世界的传统观念,并为我们理解微观世界提供了全新的视角。
随着科学技术的进步和对量子力学的深入研究,我们期待它能继续引领我们探索未知的领域,并为人类社会的发展带来更多的可能性。
《量子呀:漫画量子力学和相对论》记录
《量子呀:漫画量子力学和相对论》阅读记录目录一、量子力学基础 (2)1. 量子力学的诞生 (3)2. 量子态与波函数 (4)3. 测量问题与不确定性原理 (6)4. 超定态与叠加态 (7)5. 量子纠缠与隐形传态 (8)二、相对论基础 (10)1. 相对论的提出背景 (11)2. 狭义相对论的基本原理 (13)3. 广义相对论的基本原理 (14)4. 引力与时空弯曲 (14)5. 黑洞与引力波 (15)三、量子力学与相对论的关联 (16)1. 量子场论的发展 (17)2. 量子电动力学与量子色动力学 (18)3. 引力与量子力学的结合 (19)4. 量子引力理论的研究 (20)四、量子力学与相对论在现代科技中的应用 (21)1. 量子计算与量子通信 (22)2. 基本粒子物理学与核物理学 (23)3. 粒子加速器与实验物理 (24)4. 天体物理学与宇宙学 (26)五、总结与展望 (26)1. 对量子力学与相对论的理解与认识 (27)2. 量子力学与相对论的未来发展趋势 (28)3. 科学家们在量子力学与相对论研究中的贡献与挑战 (29)一、量子力学基础在《量子呀:漫画量子力学和相对论》量子力学的基础部分以一种生动而有趣的方式被呈现出来。
作者巧妙地利用漫画的形式,将复杂的物理概念和原理简单化、形象化,使得读者能够更容易地理解和掌握量子力学的基本概念。
书中首先介绍了量子力学中的几个核心概念,如波粒二象性、量子态、量子叠加以及量子纠缠等。
通过生动的漫画场景和实例,这些原本抽象的概念被赋予了生动的形象,使读者能够在轻松愉快的阅读中感受到量子力学的奇妙之处。
书中还详细阐述了量子态的叠加原理,即一个量子系统可以处于多个状态的叠加,这种状态在测量时会坍缩为一个确定的状态。
这一原理是量子力学中非常重要的一个概念,它解释了为什么量子计算机能够在某些特定任务上比传统计算机更加高效。
在介绍量子纠缠时,书中通过一些有趣的实验和故事来说明量子纠缠现象的神奇之处。
谈谈相对论、量子论在物理学中的历史意义。
相对论与量子论对物理学的历史意义
相对论与量子论是20世纪量子力学和相对论的建立从根本上改变
了人们对自然界的理解。
这两种理论为现代物理学打下了基础,并且
在科学发展的各个领域推进了前沿研究。
相对论,广义来说,是一种解释、描述自然规律的理论。
狭义的
相对论被爱因斯坦首次提出,改变人们对时间、空间的传统观念和流程,同时也推翻了牛顿力学的经典物理学,提出了光速不变的概念。
在实践应用方面,相对论在GPS系统等高精度测量中起着至关重要的
作用。
量子论是一种描述微观物理现象的理论。
早在20世纪初,就有科
学家根据实验事实提出了量子物理学概念,但直到20世纪20年代,
也就是薛定谔提出波的概念,这个理论才开始真正成形。
从此以后,
量子论成为微观世界的物理学中具有巨大影响的理论和方法。
荧光屏、半导体元器件、激光器、雷达等现代科技中的许多技术都离不开量子
力学。
随着相对论及量子论在物理学中逐渐显现出的应用前景,他们对
人们产生了深远的影响。
尤其是量子力学的研究,深刻理解了微观物
理学现象,为构建全新的物理学体系揭示了方向。
相对论在这个基础
上是实现了更严密的物理学体系,不断完善着对更小、更大、更波的
纪观物理学系统的认识方式。
总之,相对论和量子力学的历史意义在
于推动了物理学领域的进步,为人们创造了各种新颖而又深刻的知识领域。
《果壳中的宇宙》读书笔记7篇
《果壳中的宇宙》读书笔记7篇《果壳中的宇宙》读书笔记1《果壳中的宇宙》是史蒂芬·霍金为其成名著作《时间简史》在20__年写的续篇。
你或许很难理解爱因斯坦的《相对论》,但读过《果壳中的宇宙》的前两章后,你便可了解它所基于的哲学原理。
读完这本书之后,你就了解了建立一个统一“量子理论”和“相对论”的理论的重要性,以及物理学家为之所进行的探索。
在众多的理论中,弦理论被认为是最有希望的理论,因而霍金的这本书中投入了大量的篇幅来解释什么是弦理论。
弦论假设不存在粒子,而只有弦在空间中运动,一条弦就是一个画在空间中的圈,各种不同的粒子只不过是弦的不同振动模式而已。
当一条弦随时间运动时,它的轨迹不是一条线而是一根管子。
两条弦还可以结合形成一条新弦,一条弦也可以分裂成两条。
自然界中的'一切相互作用,包括电子和光子的相互作用,都可以用弦的分裂和结合来解释。
从某种程度来说,弦论已经统一了强力、弱力、电磁力和引力,因而弦论也被称为大一统理论。
在研究的过程中,存在着五个不同种类的自洽弦理论,这与弦论追求一种单一理论的初衷相左。
经过数年努力,物理学家终于找到解决问题的钥匙。
尽管目前这一理论还未得到一个大家一致赞同的形式,但至少已为它起了一个名字:M理论。
在M理论中,时空是10维或者是11维的,为什么日常生活中所见的时空是4维的呢?霍金认为,存在着两种可能的解释:一可能是所有额外维的尺度非常小,甚至如普朗克尺度那样小,实在难以观察到;二可能是额外维的尺度相当大,甚至可达无穷大,只是在目前的观察条件下尚未观测到。
霍金认为,大的额外维是新理论探索中的激动人心的进展,它蕴涵着我们生活在一个胚世界中。
强力、弱力和电磁力将被限制在这个胚中,所以任何与引力不相关的物理问题就会和在4维时空中的一样。
与此相反,引力则会弥散到整个高维空间中去。
考虑到大的额外维度,起初的弦理论(认为时空包含4个展开的时空维度和6到10个卷曲维度)中弦的概念可以被可以进一步推广到p胚,即高维空间的p维客体。
观看量子物理讲座的感想总结
观看量子物理讲座的感想总结物理学的发展史上,有两个时期,绝对称得上是史上最伟大的时代。
17世纪末,牛顿以《自然哲学的数学原理》出版宣布了近代物理学正式创立。
20世纪初,相对论和量子论彻底推翻和重建了整个物理学体系。
至今深深困扰和影响着今天的我们。
回顾曾经的那段20世纪的历史,就像品味两颗青涩的橄榄,咀嚼越久,回味更无穷通读这本书,作者以一种科学和人文素养相交织的语调向我们介绍了量子力学从发现,斗争,批驳,直至最终被广为接受的整个过程。
从电脑到激光,从生物到核能,航天卫星理论皆赖以建立。
从今天,现代的角度看过去,整个发展史带给我的是前所未有的冲击和震撼。
光的本质是什么?是波动还是微粒?过去的400年中两个派系数次交锋。
起先,以牛顿为首的微粒说依靠经典力学的奠基,在物理界获得了普遍的公认地位。
随后,后起之秀托马斯杨悄然间发现了干涉现象,波动界的干涉条纹撼动了整个微粒世界。
麦克斯韦于1856,1861,1865年连发三篇关于电磁理论的论文——预言光是一种电磁波,并于1887年被赫兹证明,使波动说在第二次波粒战争中登顶加冕。
历史总是这样,一边落英缤纷,乱花迷眼,一边又是乌云乍起,电闪雷鸣。
随着实验研究的深入。
物理界阳光灿烂的天空漂浮着两朵小乌云经典力学在光以太和麦克斯韦——波尔兹曼能量均分学说上遇到的问题。
第一朵乌云导致了相对论革命的爆发,而第二朵导致了量子论革命的爆发。
紧接着,第三次,第四次的波粒战争接踵而至。
而伟大的真理,则在烈火和暴雨中实现涅槃。
在痛苦的上下求索的30年里,验证了光的波粒二相性及相对论和量子力学的正确性。
整个量子物理的发展,是基于无数次试验和交锋中蹒跚中前进的。
通读完这本书,我很明显的认识到。
我要努力地培养自己大胆假设和猜想的思想。
有时,机遇,灵光稍纵即逝,或许他并不起眼,但正是这一个个小的不起眼,奥斯特发现了电流的磁效应,法拉第预言了磁生电,海森堡在量子物理中引入了晦涩的矩阵……把握灵光,潜心钻研,即使不一定成功,其中的那些困惑,激动,恐惧和震惊也值得人品味。
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《相对论和量子论》
尽管我仰慕牛顿的大名,但我并不因此非得认为他是百无一失的。
我……遗憾地看到他也会弄错,而他的权威也许有时甚至阻碍了科学的进步。
(英)托马斯·杨
普朗克(Max Planck, 1858-1947)是德国人,从小就表现出数学天分,先后在慕尼黑大学、柏林大学完成大学学业,21岁即获得博士学位。
他在进行理论推导时,大胆提出了一个假设:“能量在辐射过程中不是连续的,而是如一股股的涓流似的被释放。
这种涓流就是量子,而量子的能量只取决于频率。
”1900年12月14日,普朗克在德国物理年会上作了题为《正常光谱辐射能的分布理论》的报告。
这是最早的量子论的论文。
最早响应普朗克的结果的是爱因斯坦,他在1905年的论文《关于光的产生和转化的一个启发性的观点》中,称普朗克的的研究是非常革命的,它为辐射问题带来一个崭新的观点。
进一步,爱因斯坦假定电磁场的能量本身也是量子化的,提出了光量子理论。
爱因斯坦还利用他的光量子假设对光电效应进行了解释,从而克服了光的波动说在这个问题上的困难。
后来1922 年美国物理学家康普顿(Arthur Holly Compton,1892 -1962)在研究X射线与物质相互作用发生散射时,发现散射光与入射光的波长不同,而后在他的中国学生吴有训的协助下用光量子给以理论上进一步的解释。
从此光既可以看为波动又可以看为粒子束。
这就是所谓的光的波、粒二相性。
在这里经典理论又受到突破,一方面是传统的能量的连续性被突破;另一方面是光表现为波、粒二重性的新观念。
至此,关于光的本性是波还是粒子的争论,从惠更斯、牛顿起,经过200多年,在20世纪初经过普朗克、爱因斯坦、康普顿的研究工作得到了协调。
1923年9、10两月德布罗意先后发表了三篇短文,到1924年他向巴黎大学提交的博士论文《关于量子理论的研究》中,总结与发展了前三篇论文的思想。
德布罗意的主要思想是将爱因斯坦关于光子的波粒二象性的思想推广到所有的粒子,指出所有的粒子(电子、质子等)也都有波的性质,这就是所谓的德布罗意波。
当爱因斯坦看到他的论文后十分重视。
后来1927年粒子的二象性得到了实验验证,美国与英国的物理学家先后完成了电子衍射实验。
1929年德布罗意获得了诺贝尔物理奖。