量子力学是到现在为止人们能够给出的最好的理论,然而不应当认为它将永远的存在下去。假如我们要重新引入决定论的观点,那就应当以某种方式付出代价,这种方式是什么,现在还无法推测。——狄拉克
狄拉克23岁成为量子力学创始人之一
本文主要从量子论起源、能量子假设、光电效应、康普顿散射、玻尔量子论、德布罗意物质波、概率波函数、量子叠加态原理、不确定性原理、薛定谔方程等十大概念理解量子力学基本原理,见证二十世纪真正的神话。
量子力学其实描述的是物质的行为,特别是发生在原子尺度范围内的事件。在极小尺度下事物的行为与我们有着直接经验的任何事物都不相同。它们既不像波动,又不像粒子,也不像云雾,或悬挂在弹簧上的重物,总之不像我们曾经见过的任何东西。
费曼
1、量子论起源量子论的起源来自一个大家熟悉的现象,这一现象并不属于原子物理学的核心部分。任何一块物质在被加热时都会发光,并在高温度下达到红热和白热,发光的亮度与材料的表面关系不大,而对于黑体,只与温度有关。因此,黑体在髙温下发出的辐射作为物理学研究的适当对象,被认为应该可以根据已知的辐射和热学定律找到一个简单的解释。但是物理学家瑞利和金斯在十九世纪末的努力却以失败告终,揭示了黑体辐射问题的严重性。
瑞利和金斯
2、能量子假设一切人类的直接经验和直觉都只适用于宏观物体。——费曼
难以置信的是这个公式已经触动了我们描述自然的基础,我感到,我可能已经完成了一个第一流的发现,或许只有牛顿的发现才能和它相比。——普朗克
普朗克大胆舍弃了“能量均分定理”,代之以“量子假设”——能量只能以分立的能量子的形式发射或吸收,这在概念上是一次革命性的突破,以致它不再适合于物理学的传统框架。
频率为v的电磁波和原子、分子等物质发生能量转换时候,能量不能连续变化,只能一份一份的跳变,且每份“能量子”为:
ε=hv=ℏω,其中约化普朗克常数ℏ=h/(2π)