不确定原理

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半导体与电子计算机
原 子 力 显 微 镜
量子力学促进了谱学 理论和技术的飞速进步,为 化学提供了研究结构和反 应机理的强有力武器.
量子化学的发展正在引起整个化学领域的革命
量子力学研究原子、分子、 固体的结构、状态或它们之间的 相互作用等问题，产生了量子化 学这门学科，它是结构化学的理 论基础, 对整个现代化学的发展 起着日益重要的作用:
非
天
然
肽
的
理
星际分子研究
论
研
究
分
子
静
电
势
药物设计
催化研究
材料研究
这种奇妙的量子现象是经典物理无法解释的. 量子力学 隧道效应是许多物理现象和物理器件的核心，如隧道二极 管、超导Josophson结、α衰变现象. 某些质子转移反应也 与隧道效应有关. 对于化学来讲，意义最大的恐怕是基于 隧道效应发明的扫描隧道显微镜（STM），放大倍数3千 万倍， 分辩率达0.01nm，它使人类第一次真实地“看见” 了单个原子！这是20世纪80年代世界重大科技成就之一.
单 缝 衍 射
这个象征着科学 的标志, 迄今仍被有 些人认为是原子模型 的真实图像. 实际上, 它只是照耀过科学历 程的星光:
由于坐标与相应 的动量分量不可能同 时精确测定, 所以， 原子中的电子不可能 具有这种轨迹确切的 轨道.
不 确 定 原 理 与 物 质 的 波 动 性 相 一 致
能量-时间不确定关系式
粒子在某能级上存在的时 间τ越短，该能级的不确定度 程度ΔE就越大. 只有粒子在某 能级上存在的时间无限长， 该能级才是完全确定的.
能级加宽导致了谱线加宽:
量子力学被许多科学家认为是20世纪科学 史上最重要的成就，是低能量微观粒子运动的 根本规律. 它揭开了微观世界的奥秘, 大大深化 了人类对自然界的认识, 推动着半导体、电子 计算机、激光、超导等新技术飞速发展. 有的 科学家估计, 当今世界国民经济总值的25%来 自与量子现象有关的技术.
1.2.4 不确定原理
1927年, W. K. Heisenberg提出了微观领域的不确定 原理(uncertainty principle):
有这样一些成对的可测量, 要同时测定它们的任意精 确值是不可能的. 其中一个量被测得越精确, 其共轭量就 变得越不确定.
例如, 坐标与相应的动量分量、方位角与动量矩等. 不确定原理可以用不同的方式来阐述, 最容易理解也 最常用的是电子的单缝衍射实验: