量子力学

量子力学简史

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光学发展

量子力学的诞生与光学研究有着紧密的联系,甚至可以说对光的研究直接催生出了量子力学。这部分历史大致可以分为三个阶段:

  • 第一次波粒大战

    波动学说代表人物:胡克,惠更斯

    微粒学说代表人物:牛顿(色散实验)

  • 第二次波粒大战

    波动学说代表人物:托马斯杨(双缝干涉)菲涅尔(衍射)麦克斯韦(电磁理论)

    微粒学说代表人物:马吕斯偏振现象,而波动学说假设光是一种横波,解决此问题)

  • 第三次波粒大战

    波动学说代表人物:德布罗意(相波)

    微粒学说代表人物:爱因斯坦光电效应,提出光量子),康普顿(康普顿效应)

而爱因斯坦的光量子假说,实质上是引入了普朗克量子假设的结果,而量子力学的诞生也正是由普朗克拉开了序幕。

量子力学发展

量子力学发展也可以分为三个阶段:

  • 量子初现

    普朗克研究维恩定律与瑞利-金斯定律的基础上,假设能量是不连续的,创造性地提出了量子的概念,并通过普朗克方程描述了单个量子的能量。
    $$
    E = hv
    $$

  • 量子巩固

    这是量子力学发展的黄金时期,涌现出了相当多的优秀年轻科学家。

    卢瑟福:于1911年提出原子模型,原子由原子核和电子组成。但是这种模型在经典电磁学理论中,由于不断释放辐射能量,最终将会崩塌。

    玻尔:于1913年,完成原子模型三论文,并在之后提出量子模型。在此模型中,能量与电子运动方向均不连续;为了解决波粒问题,提出互补原理,即电子是波还是粒子,取决于我们观测的方式。

    德布罗意:于1923年提出相波的概念,发现电子以速度v运动时,伴随着速度为c^2/v的波。
    $$
    \lambda = (c^2/v_1)/(mc^2/h)=h/mv_0
    $$
    海森堡:于1925年提出矩阵力学(值得一提的是,海森堡本人重新发明了矩阵);1927年提出测不确定性,永远不可能同时观测到一个电子的动量及位置。

    薛定谔:于1926年提出波动方程,事实证明其与海森堡的矩阵力学实质上是同一体系,波恩认为其中的波函数是一种概率分布。

    狄拉克:于1928年将相对论引入量子力学,提出狄拉克方程

  • 新的征途

    对于量子力学背后的解释,除了哥本哈根解释外,还有很多其他观点,下述只列举部分较为著名的解释观点。

    冯诺依曼:无限复归链

    维格纳:意识论

    埃弗莱特:多世界理论

    盖尔曼:退相干理论

    玻姆:隐变量

    贝尔:贝尔不等式

量子力学仍然在发展,相信终有一天,我们能够真正抓住这个幽灵的秘密!

本文标题:量子力学

文章作者:JoinApper

发布时间:2019年09月25日 - 22:09

最后更新:2019年09月26日 - 10:09

原始链接:https://zhuofujiang.github.io/2019/09/25/量子力学/

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