量子力学的建立详解
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。
量子力学发展简史
量子力学发展简史摘要：相对论是在普朗克为了克服经典理论解释黑体辐射规律的困难，引入能量子概念的基础上发展起来的，爱因斯坦提出光量子假说、运用能量子概念使量子理论得到进一步发展。
玻尔、德布罗意、薛定谔、玻恩、狄拉克等人为解决量子理论遇到的困难，进行了开创性的工作，先后提出电子自旋概念，创立矩阵力学、波动力学，诠释波函数进行物理以及提出测不准原理和互补原理。
终于在1925年到1928年形成了完整的量子力学理论，与爱因斯坦的相对论并肩形成现代物理学的两大理论支柱。
关键词：量子力学，量子理论，矩阵力学，波动力学，测不准原理量子力学是研究微观粒子（如电子、原子、分子等）的运动规律的物理学分支学科，它主要研究原子、分子、凝聚态物质，以及原子核和基本粒子的结构、性质的基础理论，它与相对论一起构成了现代物理学的理论基础，是现代物理学的两大基本支柱。
经典力学奠定了现代物理学的基础，但对于高速运动的物体和微观条件下的物体，牛顿定律不再适用，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。
量子力学认为在亚原子条件下，粒子的运动速度和位置不可能同时得到精确的测量，微观粒子的动量、电荷、能量、粒子数等特性都是分立不连续的，量子力学定律不能描述粒子运动的轨道细节，只能给出相对机率，为此爱因斯坦和玻尔产生激烈争论，并直至去世时仍不承认量子力学理论的哥本哈根诠释。
量子力学是一个物理学的理论框架，是对经典物理学在微观领域的一次革命。
它有很多基本特征，如不确定性、量子涨落、波粒二象性等，在原子和亚原子的微观尺度上将变的极为显著。
爱因斯坦、海森堡、玻尔、薛定谔、狄拉克等人对其理论发展做出了重要贡献。
原子核和固体的性质以及其他微观现象，目前已基本上能从以量子力学为基础的现代理论中得到说明。
现在量子力学不仅是物理学中的基础理论之一，而且在化学和许多近代技术中也得到了广泛的应用。
上世纪末和本世纪初，物理学的研究领域从宏观世界逐渐深入到微观世界；许多新的实验结果用经典理论已不能得到解释。
量子力学的概念与基本原理
量子力学的概念与基本原理量子力学是一门非常重要的物理学科，在现代科学中有着广泛的应用。
量子力学的出现，使我们对自然世界有了新的认识和理解。
本文将着重介绍量子力学的概念和基本原理。
量子力学简介量子力学，也被称为量子物理学，是研究微观世界的物理学。
它的发展起源于20世纪早期，是由一些重要的科学家如普朗克、爱因斯坦、玻尔等人构建的。
量子力学的目标是探讨微观世界中不同物质的物理性质以及它们之间的相互作用。
量子力学的基本原理量子力学的基本原理包括以下几个方面：1. 波粒二象性波粒二象性指的是粒子既可以表现出波的性质，也可以表现出粒子的性质。
例如，电子和光子既可以被看作粒子，也可以被看作波。
2. 不确定关系不确定关系是指，在某些情况下，粒子的位置和动量不能同时被精确测量。
这个原理是由海森堡提出的，被称为海森堡不确定关系。
这个原理意味着，在测量过程中，对粒子的干扰可能会影响测量的结果。
3. 能量量子化能量量子化指的是，微观世界中存在一些量子化的现象，比如发射光子的能量是量子化的。
这个原理也是由普朗克提出的，被称为普朗克定律。
4. 简并和交换简并和交换是指，对于某些相同的粒子，如果它们的量子态是完全相同的，那么它们的波函数是完全相同的。
这个原理也被称为泡利不相容原理。
以上是量子力学的一些基本原理，这些原理描述了微观世界中的一些非常奇特的现象。
这些原理构成了量子力学的基础，也为我们了解微观世界提供了重要的指导。
量子力学的应用量子力学的应用十分广泛，它在现代科学中有着重要的地位。
以下是量子力学在不同领域的应用：1. 电子学在电子学中，量子力学被广泛应用于研究电子的性质和电子的行为。
电子的波粒二象性和不确定关系是电子学中的两个基本概念。
2. 化学在化学中，量子力学被应用于研究化学反应。
量子力学可以描述分子之间的作用力和化学反应中化学键的断裂和形成。
3. 生物学在生物学中，量子力学被应用于研究生物分子的结构和功能。
量子力学可以帮助人们了解生物分子的形成和折叠过程。
量子力学史简介
近代物理学史论文题目：量子力学发展脉络及代表人物简介姓名：学号：学院：2016年12月27量子力学发展脉络量子力学是研究微观粒子运动的基本理论，它和相对论构成近代物理学的两大支柱。
可以毫不犹豫的说没有量子力学和相对论的提出就没有人类的现代物质文明。
而在原子尺度上的基本物理问题只有在量子力学的基础上才能有合理地解释。
可以说没有哪一门现代物理分支能离开量子力学比如固体物理、原子核粒子物理、量子化学低温物理等。
尽管量子力学在当前有着相当广阔的应用前景，甚至对当前科技的进步起着决定性的作用，但是量子力学的建立过程及在其建立过程中起重要作用的人物除了业内人对于普通得人却鲜为人知。
本文主要简单介绍下量子力学建立的两条路径及其之间的关系及后续的发展，与此同时还简单介绍了在量子力学建立过程中起到关键作用的人物及其贡献。
通过本文的简单介绍使普通人对量子力学有个简单认识同时缅怀哪些对量子力学建立其关键作用的科学家。
旧量子理论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量子假说、爱因斯坦光电效应光电子假说和波尔的原子理论。
在19世纪末，物理学家存在一种乐观情绪，他们认为当时建立的力学体系、统计物理、电动力学已经相当完善，而剩下的部分不过是提高重要物理学常数的观测精度。
然而在物理的不断发展中有些科学家却发现其中存在的一些难以解释的问题，比如涉及电动力学的以太以及观测到的物体比热总小于能均分给出的值。
对黑体辐射研究的过程中，维恩由热力学普遍规律及经验参数给出维恩公式，但随后的研究表明维恩公式只在短波波段和实验符合的很好，而在长波波段和实验有很大的出入。
随后瑞利和金森根据经典电动力学给出瑞利金森公式，而该公式只在长波波段和实验符合的很好，而在短波波段会导致紫外光灾。
普朗克在解决黑体辐射问题时提出了一个全新的公式普朗克公式，普朗克公式和实验数据符合的很好并且数学形式也非常简单，在此基础上他深入探索这背后的物理本质。
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。
第1章-量子力学的诞生PPT课件
1907年， Einstein 和Debye把能量不连续的概念应用于 固体物理中原子的振动，成功地解决了当温度T->0K时， 固体比热趋于零的现象。
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量子理论突破2-原子结构
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量子理论的突破1-黑体辐射
黑体：能吸收射到其上的全部辐射的物体，这 种物体就称为绝对黑体，简称黑体。
黑体辐射：由这样的空腔小孔 发出的辐射就称为黑体辐射。
辐射热平衡状态: 处于某一温 度 T 下的腔壁，单位面积所 发射出的辐射能量和它所吸 收的辐射能量相等时，辐射 2达021到/3/1热2 平衡状态。
1. 成绩构成 平时成绩*50% + 期末成绩*50% 平时成绩：期中考试成绩 + 作业
2. 答疑每周一次
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什么是量子力学
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几点要求：
1. 作业必须交：做习题是理论物理课程的实验课。
2. 课前预习和课后的复习。
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The size of things
2.电子的能量只是与光的频率有
关，与光强无关，光强只决定电
子数目的多少。按照光的电磁理
论，光的能量只决定于光的强度
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而与频率无关。
实验发现光电效应有两个特征：
1.临界频率v0: 只有当光的频率 才有光电子发射出来。
大于某一定值v0 时，
2.电子的能量只是与光的频率有关，与光强无关，光强只
量子力学+周世勋(课件)
几何学：量子力学的重要数学工具，用于描述量子态的 几何结构和几何相变
量子力学的物理图像
量子力学的基本概念：波函数、概率幅、薛定谔方程等 量子力学的实验基础：双缝干涉实验、电子衍射实验等 量子力学的应用：量子计算、量子通信、量子加密等 量子力学的发展：从经典力学到量子力学的转变，以及量子力学的发 展历程和现状。
周世勋的量子力学课件的局限性及改进方向
内容深度：部分内容过于深奥，不易理解 讲解方式：部分讲解方式较为单一，缺乏互动性 课件设计：部分课件设计不够直观，不易于学生理解 改进方向：增加案例分析，提高互动性，优化课件设计，增加实践操作环节
周世勋的量子力学课件对未来学科发展的影 响
推动了量子力学的普及和发展 激发了学生对量子力学的兴趣和热情 促进了量子力学与其他学科的交叉融合 提高了量子力学在科研和工业领域的应用水平
量子力学的发展历程
1900年，普朗克提出量子概念，量子 力学的萌芽
1913年，玻尔提出玻尔模型，量子力 学的初步建立
1925年，海森堡提出不确定性原理， 量子力学的进一步完善
1926年，薛定谔提出薛定谔方程，量 子力学的成熟
1927年，狄拉克提出狄拉克方程，量 子力学的进一步发展
1935年，爱因斯坦、波多尔斯基和罗森 提出EPR佯谬，量子力学的深入探讨
量子力学+周世 勋全套课件
PPT,a click to unlimited possibilities
汇报人：PPT
目录 /目录
01
量子力学基础
02
周世勋的量子 力学课件介绍
03
周世勋的量子 力学课件详解
04
量子力学的建立
量子力学的建立鉴于本人所学知识的局限，故只讨论二十世纪二三十年代及之前的关于量子力学方面的内容，其后的知识就不涉及了。
量子力学的建立是在众多物理学家的共同努力下建立起来的，其中第一个提出量子化人的是普朗克，之后物理学家们深化了他的理论。
德布罗意于1923年提出物质波思想，薛定谔于1926年建立了非相对论性微观体系的物质波方程，同年波恩对物质波作出统计解释。
这样，就建立起量子力学的一种理论，称为波动力学。
同一时期，海森堡、波恩、狄拉克等人于1925年建立了量子力学的另一种理论，称为矩阵力学。
1926年，薛定谔成功证明了矩阵力学与波动力学是完全等价的，是同一种力学规律的两种不同的表述。
同年底，狄拉克和约当（P . Jordon ）完成了变换理论，使两种理论综合成一种量子力学体系。
下面简单的介绍一下量子力学的建立过程。
量子力学建立的前夕19世纪末,物理学理论在当时看来已发展到相当完善的阶段.那时,一般的物理现象都可以从相应的理论中得到说明.像物体的机械运动在速度比光速小得多时,准确地遵循牛顿力学的规律;电磁现象的规律被总结为麦克斯韦方程;关于热现象、热平衡态的物性遵循热力学和统计物理学等等.在这种情况下,当时有许多人认为物理现象的基本规律已完全被披露,剩下的工作只是把这些基本规律应用到各种具体问题上，进行一些计算而已。
就在物理学的经典理论取得上述重大成就的同时，物理学晴朗上空的远处，却有两朵小小的，令人不安的乌云，其中之一是黑体辐射问题，还有像光电效应现象`原子的各谱线系以及固体在低温下的比热等，都是经典物理理论所无法解释的[1-2]。
这些现象揭露了经典物理学的局限，突出了经典物理学与微观世界规律性的矛盾，为了探索微观世界的规律，有许多科学家进行了长期艰苦卓绝的研究，量子力学的革命就这样开始了。
量子力学的建立过程1 “量子”概念的提出19世纪末期，随着冶金`电灯等生产的发展，热辐射成了兴旺起来的一门新兴课题，怎样描述黑体辐射与频率和温度的关系问题，就成为摆在理论物理学家和实验物理学家面前的一道难题。
量子力学的建立
一最小能量 的整数倍。
,2 ,3 ,4 ,,n
n为整数，称为量子数
能量不连续，只 能取某一最小能 量的整数倍!!!!!
hν 对频率为 的谐振子, 最小能量为:
称为能量子
普朗克从这些假设出发可以得到他的黑体辐射公式：
( ,T
)
8h
C3
3
eh
1
/ KT
1
普朗克根据黑体辐射的数据计算出常数h值：
紫外灾难 和 普 朗 克 的 量子假说
普朗克于1918年获诺贝尔奖。
由于在玻尔兹曼影响下，于1900年12月14 日，普朗克明确提出了能量子概念，并指出每
个能量子的能量E与频率ν成正比，这一天，
被称为量子力学的诞生日。
紫外灾难 和 普 朗 克 的 量子假说
基且不
普
础是仅 砸有是这
朗 克 像
得关有个
插曲：最初普朗克并不同意玻耳兹曼的统计观点，曾
经跟波尔兹曼进行过论战。但是，普朗克经过几个月的 努力，没有从热力学的普遍理论推出新的辐射定律，后 来只好用波尔兹曼的热力学几率理论进行尝试。从而导 出普朗克辐射公式。
普朗克量子假说
辐射黑体中分子和原子的振动 可视为线性谐振子，这些线性谐振子可 以发射和吸收辐射能。这些谐振子只能 处于某些分立的状态，在这些状态下， 谐振子的能量不能取任意值，只能是某
一、光电效应
量子力学的发展历程
量子力学的发展历程量子力学是指描述微观物体的力学理论，它主要研究电子、原子、分子等微观粒子在不同条件下的运动和相互作用。
量子力学不仅在理论物理学中占有重要地位，还被广泛应用于化学、电子学、固体物理学等多个领域。
本文将简要介绍量子力学的发展历程，包括量子力学的诞生、矩阵力学的提出、波动力学的发展和量子场论的形成。
一、量子力学的诞生1900年，德国物理学家普朗克发现了辐射的能量是由若干个最小单位的“能子”构成的，这一发现使得物理学家开始重新审视微观物理学的规律。
随后，爱因斯坦、玻尔等一批杰出的科学家相继提出了“光电效应”、“原子理论”等重要学说，但是这些学说仍然无法解释实验结果。
1925年，德国物理学家海森堡提出了量子力学的原始形式，他认为微观粒子的性质是不连续的，其轨道和能量不是连续变化的，而是在一系列量子状态之间跃迁，这些量子状态可以用数字来描述。
这一理论的提出打破了经典物理学的框架，奠定了量子力学的基础。
二、矩阵力学的提出1926年，德国物理学家海森堡和玻尔等人提出了矩阵力学，其基本思想是用矩阵描述微观粒子的状态和运动，这一方法引入了算符、本征值等概念，为量子力学的进一步发展奠定了基础。
矩阵力学的提出不仅丰富了量子力学的理论体系，还补充了波动力学的局限性，为后来量子场论的发展奠定了基础。
三、波动力学的发展1927年，法国物理学家德布罗意提出了“波动粒子二象性”理论，他认为微观物体不仅具有粒子性，还具有波动性质，其运动状态可以用波函数描述。
这一理论的提出打破了经典物理学中“波动”和“粒子”二元论的观点，为量子力学的发展开辟了新的道路。
随后，薛定谔、狄拉克等学者继续丰富了波动力学的理论体系，提出了“薛定谔方程”、“本征方程”等重要概念，为进一步解决微观物体的运动状态提供了重要手段。
四、量子场论的形成20世纪40年代，量子力学和波动力学的成功应用引发了许多深刻的问题，例如瞬间量子纠缠、黑洞信息悖论等，这些问题让研究者意识到量子力学的局限性。
量子力学（物理学理论）—搜狗百科
量子力学（物理学理论）—搜狗百科理论的产生及其发展量子力学是描述物质微观世界结构、运动与变化规律的物理科学。
它是20世纪人类文明发展的一个重大飞跃，量子力学的发现引发了一系列划时代的科学发现与技术发明，对人类社会的进步做出重要贡献。
19世纪末正当人们为经典物理取得重大成就的时候，一系列经典理论无法解释的现象一个接一个地发现了。
德国物理学家维恩通过热辐射能谱的测量发现的热辐射定理。
德国物理学家普朗克为了解释热辐射能谱提出了一个大胆的假设：在热辐射的产生与吸收过程中能量是以hf为最小单位，一份一份交换的。
这个能量量子化的假设不仅强调了热辐射能量的不连续性，而且跟'辐射能量与频率无关，由振幅确定'的基本概念直接相矛盾，无法纳入任何一个经典范畴。
当时只有少数科学家认真研究这个问题。
爱因斯坦于1905年提出了光量子说。
1916年，美国物理学家密立根发表了光电效应实验结果，验证了爱因斯坦的光量子说。
1913年丹麦物理学家玻尔为解决卢瑟福原子行星模型的不稳定性（按经典理论，原子中电子绕原子核作圆周运动要辐射能量，导致轨道半径缩小直到跌落进原子核），提出定态假设：原子中的电子并不像行星一样可在任意经典力学的轨道上运转，稳定轨道的作用量fpdq必须为h的整数倍（角动量量子化），即fpdq=nh，n称之为量子数。
玻尔又提出原子发光过程不是经典辐射，是电子在不同的稳定轨道态之间的不连续的跃迁过程，光的频率由轨道态之间的能量差确定，即频率法则。
这样，玻尔原子理论以它简单明晰的图像解释了氢原子分立光谱线，并以电子轨道态直观地解释了化学元素周期表，导致了72号元素铪的发现，在随后的短短十多年内引发了一系列的重大科学进展。
这在物理学史上是空前的。
由于量子论的深刻内涵，以玻尔为代表的哥本哈根学派对此进行了深入的研究，他们对对应原理、矩阵力学、不相容原理、测不准关系、互补原理。
量子力学的几率解释等都做出了贡献。
量子力学基础知识
量子力学基础知识一、引言量子力学是研究微观领域的物质与能量相互作用的理论框架。
自从其诞生以来，量子力学一直在推动科学的发展，并给人们对宇宙的认识带来了巨大的变革。
本文将介绍量子力学的基础知识，包括量子力学的起源、基本原理、波粒二象性以及量子力学的测量等内容。
二、量子力学的起源量子力学起源于20世纪20年代，由一系列学者的贡献构建而成。
其中，德国物理学家普朗克的能量量子化假设和波尔的量子化条件为量子力学的产生奠定了基础。
普朗克假设能量的辐射是离散的，而非连续的，基于这一假设，波尔提出了电子只能存在于特定的能级上，并且在能级间跃迁时会放出或吸收能量。
这些基本思想为量子力学的建立提供了理论依据。
三、量子力学的基本原理1. 状态和波函数在量子力学中，一个粒子的状态可以由波函数来描述。
波函数是一个数学函数，描述了粒子在空间中的概率分布情况。
根据波函数的不同形式，可以分为定态波函数和非定态波函数。
定态波函数描述的是粒子在确定能级的状态，而非定态波函数描述的是粒子在多个能级之间的叠加态。
2. 波粒二象性量子力学中最重要的原理之一是波粒二象性。
根据波粒二象性，物质既可以表现出波动性，又可以表现出粒子性。
对于微观粒子，如电子、光子等，它们的波动特性可以通过波函数来描述，而粒子性则体现在其具有一定的质量和动量。
3. 不确定性原理不确定性原理是量子力学的又一基本原理。
它指出，在同一时刻，无法准确测量一个粒子的多个性质，如位置和动量，或者能量和时间。
这是因为在测量的过程中，会对被测量粒子产生扰动，从而导致测量结果的不准确性。
四、量子力学的测量在量子力学中，粒子的测量是通过测量算符来实现的。
测量算符对应于一个可观测量，如位置、动量、能量等。
在测量的过程中，波函数会坍缩到一个特定的本征态上，这个本征态对应于特定的测量结果。
五、应用与展望量子力学在科学技术领域有着广泛的应用。
其中，量子计算、量子通信和量子物质等领域备受关注。
量子理论的提出与量子力学的建立
量子理论的提出与量子力学的建立量子力学不仅是现代物理学的一个基础理论，而且已广泛应用于技术领域，如核能的开发利用，激光器的发明等，它是科学精神与科学应用的完美结合，是人类的结晶。
导致量子论出现的倒不是原子世界的新鲜事物，而是一个古典热力学难题即黑体辐射问题。
1900年，英国物理学家瑞利根据经典统计力学和电磁理论，推出了黑体辐射的能量分布公式。
该理论在长波部分与实验比较符合，但在短波部分却出现了无穷值，而实验结果是趋于零。
这部分严重的背离，被称为“紫外灾难”（紫外指短波部分）。
1900年，德国物理学家普朗克采用拼凑的方法，得出了一个在长波和短波部分均与实验相吻合的公式，该公式的理论依据尚不清楚。
不久，普朗克发现，只要假定物体的辐射能不是连续变化，而是以一定的整数倍跳跃式的变化，就可以对该公式作出合理的解释。
普朗克将最小的不可再分的能量单元称作“能量子”或“量子”。
当年12月14日，他将这一假说报告了德国物理学会，宣告了量子理论的诞生。
量子假说与物理学界几百年来信奉的“自然界无跳跃”直接矛盾。
因此量子论出现之后，许多物理学家不予接受。
普朗克本人也非常动摇，后悔当初的大胆举动，甚至放弃了量子论继续用能量的连续变化来解决辐射问题。
但是，历史已经将量子论推上了物理学新纪元的开路先锋的位臵，量子论的发展已是锐不可挡。
第一个意识到量子概念的普遍意义，并将其运用到其他问题上的是爱因斯坦。
他建立了光量子论以解释光电效应中出现的新现象。
光量子论的提出使光的本性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，这就是光的波粒二象性。
主要由于爱因斯坦的工作，使量子论在提出之后最初的十年中得以进一步的发展。
量子力学起源于原子结构的研究。
元素的放射性和电子的发现，促使人们去研究原子的内部结构。
量子力学第1章
第一章量子力学的诞生1.1设质量为m 的粒子在谐振子势2221)(x m x V ω=中运动，用量子化条件求粒子能量E 的可能取值。
提示：利用 )]([2,,2,1,x V E m p n nh x d p -===⋅⎰)(x V解：能量为E 的粒子在谐振子势中的活动范围为 a x ≤ （1） 其中a 由下式决定：2221)(a m x V E a x ω===。
a - 0 a x 由此得 2/2ωm E a =， （2）a x ±=即为粒子运动的转折点。
有量子化条件h n a m a m dx x a m dx x m E m dx p aaaa==⋅=-=-=⋅⎰⎰⎰+-+-222222222)21(22πωπωωω得ωωπm nm nh a 22==（3） 代入（2），解出 ,3,2,1,==n n E n ω （4）积分公式：c au a u a u du u a ++-=-⎰arcsin 22222221.2设粒子限制在长、宽、高分别为c b a ,,的箱内运动，试用量子化条件求粒子能量的可能取值。
解：除了与箱壁碰撞外，粒子在箱内作自由运动。
假设粒子与箱壁碰撞不引起内部激发，则碰撞为弹性碰撞。
动量大小不改变，仅方向反向。
选箱的长、宽、高三个方向为z y x ,,轴方向，把粒子沿z y x ,,轴三个方向的运动分开处理。
利用量子化条件，对于x 方向，有()⎰==⋅ ,3,2,1,x x xn h n dx p即 h n a p x x =⋅2 （a 2：一来一回为一个周期）a h n p x x 2/=∴,同理可得， b h n p y y 2/=, c h n p z z 2/=,,3,2,1,,=z y x n n n粒子能量⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++=++=222222222222)(21c n b n a n mp p p m E zy x z y x n n n zy x π ,3,2,1,,=z y x n n n1.3设一个平面转子的转动惯量为I ，求能量的可能取值。
简述量子力学的建立过程
简述量子力学的建立过程量子力学是20世纪最伟大的科学成就之一，它是物理学的一支重要分支，用于描述微观世界中的物理现象。
量子力学的建立过程经历了一个漫长而曲折的历程，下面我将简要介绍一下。
20世纪初，物理学家们已经知道了原子是由电子和原子核组成的。
他们还知道电子在原子中围绕原子核旋转，但是他们无法解释电子为什么不会从原子中掉落。
这个问题被称为“紫外灾难”，因为当科学家们尝试用经典物理学来解释这个问题时，他们发现结果是无穷大的。
这个问题直到1913年才得到解决，当时丹麦物理学家尼尔斯·玻尔提出了一个新的理论，称为玻尔模型。
这个模型认为电子只能在特定的轨道上运动，而这些轨道对应着固定的能量。
这就解释了为什么电子不会从原子中掉落。
但是，这个模型并不能解释所有的物理现象，因此物理学家们开始寻找新的理论。
1924年，法国物理学家路易·德布罗意提出了一个新的理论，称为德布罗意波。
他认为，如果电子可以像光一样具有波动性质，那么电子也可以像光一样存在波动和粒子性质。
这个理论在当时引起了轰动，并且被证明是正确的。
接下来，奥地利物理学家厄温·薛定谔进一步发展了德布罗意波理论，提出了薛定谔方程式。
这个方程式可以用来描述微观粒子的运动，并且可以预测粒子的位置和动量。
这个方程式被认为是量子力学的基础。
量子力学的建立过程还经历了很多其他重要的发现和贡献。
例如，瑞士物理学家保罗·狄拉克提出了量子力学中的狄拉克方程式，它可以用来描述自旋1/2粒子（例如电子）的运动。
美国物理学家理查德·费曼提出了量子电动力学理论，它可以用来描述电磁相互作用。
总之，量子力学的建立过程经历了一个漫长而曲折的历程，需要多位杰出的科学家的共同努力。
今天，量子力学已经成为现代物理学的基础之一，并且在实践中得到了广泛应用。
1-01 量子力学建立的实验和理论背景
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④
光子具有动量
p=
h
λ ，其中
λ
是光的波长。
波的传播速度 u 与波长 ν、频率 λ 的关系：
u = λν
光的波速 u = c ，于是，光子的动量
p = mc = mc2 c
= Erel
λν
= hν λν
=h
λ
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⑤ 光子和电子碰撞后消失，并把能量 hν 转移给电子。 光电效应方程：hν = W0 + T
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[光量子论的实验证据]
密立根实验: 光电池
当反向的抑制电压Vs 使得光 电流为零时，光电子的动能
全部用于克服Vs 做功。
A V
抑制电压Vs
hν = W0 + T, T = eVs
hν = W0 + eVs
Vs
=
hν
e
−
W0 e
密立根实验证明了Vs~ν 的直线性，从而验证了光电效
应方程，并从实验中测出了普朗克常数 h。
普朗克(Plank)公式 ρ (T ,ν ) =
C1ν 3
νÆ∞
exp
⎛ ⎜⎝
C2ν
T
⎞ ⎟⎠
−1
ρ (T ,ν
)
=
C1ν 3
exp
⎛ ⎜⎝
C2ν
T
⎞ ⎟⎠
(维恩公式)
νÆ0
ρ(T,ν ) = 3C1 Tν 2
C2
(与瑞利-金斯公式形式相同)
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当时，我已经为辐射和物质的问题而奋斗了六年时间， 但一无所获，但我知道，这个问题对整个物理学至关 重要，我也已经找到确定能量分布的那个公式。所以， 不论付出什么代价，我必须找到它在理论上的解释。 而我非常清楚，经典物理学是无法解决这个问题的。
什么是量子力学
什么是量子力学量子力学是一门讲述原子水平物理现象的新兴科学，探讨着光、粒子、原子以及原子核之间相互关联的核心物理原理。
它揭示了物质在微小尺度上的本质，对科学研究、人类社会发展及未来技术有无穷的可能性。
本文将详细介绍量子力学的一些基本概念，让大家了解这门科学的奥秘。
一、量子力学的历史量子力学始于20世纪初期，其前驱者普朗克和爱因斯坦的光量子假说为其的发展奠定了基础，后经历多年的发展，形成了熟知的海森堡不确定原理。
20世纪30年代，科学家们结合薛定谔方程对量子力学机制做出了详细的解释，层出不穷的新发现，从而使量子力学在当今物理学研究中发挥着极其重要的作用。
二、量子力学逻辑机制在量子力学的逻辑机制中，物体的属性不再是由独立的实体确定，而是由由连续的状态空间确定。
换句话说，一系列连续序列的力量对物体的状态进行调整：包括旋转、散射、振动以及湮灭。
此外，由于量子力学涉及到空间及时间，它决定了物体的一系列行为，形成物质的基本法则。
三、量子力学中的重要现象在量子力学中最重要的现象之一是量子门，即量子物理学中的量子计算机组成部分，其基本工作原理是根据不同输入状态输出不同的计算结果。
另一个重要的现象，就是量子调控，即量子物理学中的量子处理方法，通过改变物质的态势和状态，以达到控制和修改量子系统的目的。
四、量子力学及其应用量子力学研究不仅极大拓展了自然物理学对象的范围，还对处理复杂原子和分子等微观世界具有极大的指导意义。
它同时也影响到宇宙的宏观领域，物质的结构和组织能够使用量子力学的原理来解释。
同时，量子力学也被广泛应用于科学创新，如量子关联、量子技术和量子计算，这一系列科技的发展使人类社会对把握未来技术及更高层次发展抱有美好的憧憬。
量子力学发展简史PPT课件
写在最后
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More
You Know, The More Powerful You Will Be
结束语
感谢聆听
不足之处请大家批评指导
关于量子力学完备性的争论?玻恩海森伯等人提出了量子力学的诠释之后遭到了爱因斯坦和薛定谔等人的批评他们不同意对方提出的波函数的几率解释测不准原理和互补原理双方展开了一场长达半个世纪的大论战许多理论物理学家实验物理学家和哲学家卷入了这场论战至今还未告结束
概述
量子理论是在普朗克为了克服经典理论解释黑 体辐射规律的困难，引入能量子概念的基础上 发展起来的，爱因斯坦提出光量子假说、运用 能量子概念使量子理论得到进一步发展。玻尔 、德布罗意、薛定谔、玻恩、狄拉克等人为解 决量子理论遇到的困难，进行了开创性的工作 ，先后提出电子自旋概念，创立矩阵力学、波 动力学，诠释波函数进行物理以及提出测不准 原理和互补原理。终于在1925年到1928年形成 了完整的量子力学理论，与爱因斯坦的相对论 并肩形成现代物理学的两大理论支柱。
海森伯的测不准原理得到了玻尔的支持，但玻 尔不同意他的推理方式，认为他建立测不准关 系所用的基本概念有问题。于是提出了互补原 理。他指出，平常大家总认为可以不必干涉所 研究的对象，就可以观测该对象，但从量子理 论看来却不可能，因为对原子体系的作何观测， 都将涉及所观测的对象在观测过程中已经有所 改变，因此不可能有单一的定义，平常所谓的 因果性不复存在。对经典理论来说互相排斥的 不同性质在量子理论中却成了互相补充的一些 侧面。波粒二象性正是互补性的一个重要表现。 其他量子力学结论也可从这里得到解释。
量子力学入门
量子力学入门量子力学是一门探究微观世界的分支学科，旨在解释物质的微观性质和微观粒子的行为规律。
它具有深刻的物理意义和广泛的应用价值，是现代物理学的一大支柱。
1. 量子力学的发展历程20世纪初，物理学家开始发现，经典物理无法解释微观粒子的现象。
1900年，德国物理学家普朗克提出了量子假设，认为能量不是连续的，而是由离散的“量子”组成。
此后，爱因斯坦、玻尔等科学家继续探究量子的奥秘，提出了经典物理无法解释的现象，如量子纠缠、不确定性原理等。
到了20世纪中期，量子力学成为物理学中的主流学科。
量子力学包括波粒二象性、量子叠加态等重要内容，为纳米技术、量子计算等应用领域提供了理论基础。
2. 量子力学的基本原理量子力学有两个基本原理：波粒二象性和量子叠加态。
波粒二象性：所有物质都具有波动性和粒子性，即微观粒子既可以像粒子一样具有质量和位置，也可以像波一样具有波长和频率。
这种特性被称为波粒二象性。
量子叠加态：在某些情况下，有两个或多个微观粒子可以同时处于不同的状态。
这些状态可以相互叠加，即各个状态波函数简单相加，形成一个新的波函数。
例如，电子在原子中的状态就可以用叠加态来描述。
3. 量子力学的应用量子力学的应用非常广泛。
以下是其中几个重要的领域：量子计算机：量子计算利用了量子叠加态和纠缠等性质，可以在理论上解决一些经典计算机难以处理的问题，如质因数分解、搜索问题等。
纳米技术：纳米技术使用了量子力学的原理，可以制造具有新型性质的材料和器件，如纳米管、量子点等。
量子通信：量子通信利用了量子纠缠等性质，可以实现加密通信，更安全可靠。
量子力学在科学技术、医药健康等诸多领域有着广泛的应用，展现了其重要性和潜力。
4. 量子力学的未解之谜虽然量子力学被广泛应用，但仍存在一些未解之谜。
比如：不确定性原理：不确定性原理指出，对于某个物理量的测量，只能得到其位置或者动量的其中一个值，而不能同时确定两者。
这一原理在微观物理世界中非常重要，但仍没有被完全理解。
量子力学的基本原理
量子力学的起源和发展量子力学是20世纪早期发展起来的一门物理学理论，它对微观世界的行为和相互作用提供了深入的理解。
以下是量子力学起源和发展的要点：经典物理学的困境•在20世纪初，经典物理学已经取得了巨大的成功，描述了宏观世界的运动和相互作用。
然而，当物理学家尝试将这些经典理论应用于微观领域时，遇到了一系列困境。
•例如，黑体辐射、光电效应和原子光谱等实验结果无法用经典物理学解释，这引发了对新的物理原理的需求。
普朗克的量子假设•1900年，德国物理学家马克斯∙普朗克提出了量子假设。
他认为，能量在微观世界中不是连续的，而是以离散的形式存在，被称为”量子”。
•普朗克的假设解释了黑体辐射的谱线分布，但它只是一个经验性的假设，并没有提供更深入的解释。
爱因斯坦的光量子假设•在1905年，爱因斯坦进一步发展了普朗克的量子假设，提出了光量子（光子）的概念。
•爱因斯坦解释了光电效应的实验结果，认为光子是以粒子的形式传播，并携带着能量的固定量。
•这个假设引发了对光的波粒二象性的讨论，即光既可以表现出波动性，又可以表现出粒子性。
德布罗意的波动假设•1924年，法国物理学家路易∙德布罗意提出了波动假设，他认为不仅光具有波粒二象性，而且粒子（如电子）也具有波动性。
•德布罗意的波动假设通过对电子的干涉和衍射实验得到了验证，为量子力学奠定了基础。
薛定谔的波动方程•1926年，奥地利物理学家埃尔温∙薛定谔提出了薛定谔方程，用数学形式描述了量子力学中的波动性和粒子性。
•薛定谔方程描述了量子系统的演化和波函数的行为，成为量子力学的核心方程。
测不准原理和量子纠缠•1927年，德国物理学家维尔纳∙海森堡提出了测不准原理，指出在量子力学中，无法同时准确测量粒子的位置和动量。
•测不准原理揭示了微观世界的固有不确定性，挑战了经典物理学的观念。
•同时，量子力学还揭示了量子纠缠现象，即两个或多个粒子之间存在着一种非常特殊的纠缠状态，改变其中一个粒子的状态会立即影响其他粒子，即使它们之间相隔很远。
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波恩 对波函数的物理诠释
玻尔 互补原理和对量子力学诠释 1927年
量子 理 论 的 发 展
一 德布罗意波的提出
1.德布罗意(Louis Victorde Broglie,1892～1989)：
德布罗意
在1924年通过的博士论文《量子论研究》中提 出了德布罗意波（相波）理论。 1927年由美国贝尔实验室的戴维孙 (C．J．Davisson)、革未(L．H．Germer)及英国的 汤姆孙(G．P．Thomson)通过电子衍射实验证实。 1929年获诺贝尔物理学奖。
3.物质波假设的提出：
1924年 ，德布罗意在博士论文中提出：不仅光具有波 粒二象性，一切实物粒子(如电子、原子、分子等)也都具有 波粒二象性；具有确定动量 P 和确定能量 E 的实物粒子相
当于频率为 和波长为 ν 的波，二者之间的关系如同光子
和光波的关系一样，满足：
E mc2 hν
p mv h
这种和实物粒子相联系的波称为 德布罗意波 或 物质波 。
德布罗意在论文中提出如下预言：“从很小的孔穿过的 电子束能够呈现衍射现象，这或许就是人们能借以寻找关于 我们的想法的实验证据的方向。”
但德布罗意的论文当时并没有受到重视，他希望用实验 来检验他的理论的建议，也未得到实验物理学家的响应。
①他曾向道维耶先生提过建议，请他用电子进行实验以获得 衍射和干涉现象，但道维耶正忙于其他工作，没有按照他的 建议去做；
2.思维过程：
德布罗意是爱因斯坦光量子假说的追随者，但他深感 爱因斯坦地光量子理论并没有使从牛顿-惠更斯时代起就 存在的光的微粒说和波动说的分歧得到解决，只不过是使 光的微粒说又重新抬头而已。
因此他战后重新开始理论物理学的研究时，就把自己 工作的重点放在用统一的理论描述光的行为，即想给光量 子假说再披上一件波动的外衣，同时希望能把这一结论推 广到实物粒子上。
§1.5. 量子力学的建立
一.量子力学的发展线索与代表人物 二.矩阵力学的创立 三.波动力学的建立 四.玻尔与爱因斯坦的争论：
背景
玻尔理论成功地解释了原子的稳定性及氢原子光谱 的规律性。为人们认识微观世界和建立近代量子理论打下 了基础。
但玻尔理论是经典与量子的混合物，存在着许多不协 调。如它既保留了经典的确定性轨道，又假定量子化条件 来限制电子的运动。它不能解释稍微复杂的问题，正是这 些困难，迎来了物理学的大革命。
多晶 铝 箔
G.P.汤姆逊与 C.J.戴维森共获 1937 年诺贝尔物理学奖。
3、约恩逊（1960）
电子的单缝、双缝、三缝和四缝衍射实验图象射
量子 理 论 的 发 展
二. 波动力学的建立
1.薛定谔简介(E．SchrÖdinger, 1887～1961)
薛定谔
2.与爱因斯坦的讨论：
3.德布罗意思想的影响：
1925年，著名物理学家德拜主持了一个瑞士联邦技术学院与苏黎世 大学联合物理学讨论会，他指定由薛定谔报告德布罗意理论。当薛定谔 介绍完之后，德拜评论说，讨论波动而没有一个波动方程，太幼稚了。 几个星期以后，在另一次报告会上，薛定谔说：“我的同事德拜说，要 有一个波动方程，好，我已经找到了。”这次讨论会，实际上就是薛定 谔事业的开端。
1925年前后，爱因斯坦正在研究气体理论，刚完成《单 原子理想气体的量子理论》论文，但文中存在一个饽论。他 收到德布罗意的博士论文后，发现这一饽论可以用德布罗意 的理论很好的解决，于是续写了一篇论文《单原子理想气体 的量子理论Ⅱ》，于1925年发表。薛定谔当时也在研究气体 理论，他对爱因斯坦的论文很不理解，认为有错，于1925年 2月5日写信给爱因斯坦进行讨论。爱因斯坦在回信中建议他 仔细研究德布罗意的博士论文，这促使了薛定谔对德布罗意 物质波思想的极大关注，并迅速掌握了德布罗意的新思想。 到薛定谔发表波动力学之前，薛定谔与爱因斯坦之间共同通 了九封信。在1926年4月23日薛定谔给爱因斯坦的一封信中 他说：“如果不是你的关于气体简并的第二篇论文把德布罗 意的思想摆在我面前，单靠我个人的力量，这个波动力学是 根本无法建立起来的。”
②德布罗意的导师也认为他的思想大胆的近乎荒唐，不知该 如何评价他论文，于是将论文的副本寄给了爱因斯坦，爱因 斯坦认为德布罗意理论体现了光子和物质微粒之间的对称性， 并称赞德布罗意“已揭开了巨大帷幕的一角”。
4.德布罗意波的实验验证
X 射线照在晶体上可以产生衍射，如果物质波理论正
确，那么电子打在晶体上也能观察电子衍射。
(1)戴维孙-革末实验（1927）
B
D K
G
M
U
镍单晶
电子束在晶体表面散射实验时，观察到了和X射线在晶体 表面衍射相类似的衍射现象，从而证实了电子具有波动性。
(2)电子衍射实验2 1927年 G.P.汤姆逊（J.J.汤姆逊之子） 也独立完成了电
子衍射实验。但他是在德布罗意理论启发下自觉进行实验的。 他采用了高能电子束穿过细晶体粉末或薄金属片做透射实验， 很快得到了衍射环，并计算出了相应的波长。
索末菲
玻尔
量子 理 论 的 发 展
海森堡 玻 尔
泡利
量子 理 论 的 发 展
戴
维
G·P·汤姆逊
森
量子 理 论 的 发 展
德布罗意 提出物质波
泡利
提出不相容原理
海森堡
提出矩阵力学
1923年，31岁 1924年
1925年，24岁
薛定谔
提出波动方程
1926年，39岁
狄拉克 非相对论量子力学 1926年，24岁
量子 理 论 的 发 展
一、 量子力学的发展线索与代表人物
1.量子力学：研究微观粒子运动的基本理论，它和相对
论构成近代物理学的两大支柱。
2.线索: 德布罗意
海森堡
薛定谔 薛定谔 波动方程 波恩，提出矩阵力学
量子 力学
量子 理 论 的 发 展
3.代表人物:
泡 利
泡玻 利尔
和
量子 理 论 的 发 展