1樓:宇筠鋒
在勢場中或自bai由狀態下都du可以有波包。
單色波遍及全zhi空間,而若干或無dao
窮多個波長各異的版單色波疊加在一起權有可能形成單一波峰的局域波形(常見的如高斯函式那樣),這就是波包。它主要講的就是代表整個波包的某個標誌點(如波峰)的運動情況,以及波包本身的穩定性——它是始終保持原狀還是會逐漸擴散開。
波包可以說是一種特殊的波函式,它最像粒子。但似乎只有很少的波包(如振子)可以不擴散,而且其波峰的運動就如同經典粒子那樣運動。
量子力學主要講了什麼
2樓:諸葛黃昏
量子力學是20世紀初期,在一群物理大佬的神仙打架中誕生出來的,當時是為了爭論光是由什麼組成以及光的形態!牛頓認為光是波形態,但也有很多科學家認為光是粒子,其中有很多著名的實驗,比如雙縫干涉實驗就是最著名的一個,但是這個實驗的結果讓很多人大跌眼鏡,他們發現單個的光電子在通過雙縫時候居然也產生了干涉,產生了波才能產生的干涉條紋,但當你試圖去觀測它的運動軌跡時,它又展示出來粒子的特性,沒有產生干涉條紋,這就非常詭異了,怎麼會這樣?難道電子事先知道我們要觀測它?
後來愛因斯坦說,光其實是波粒二象性的,其實諸多量子力學的奠基人一開始都是反對量子力學的,就連愛因斯坦也曾經說過,上帝不投骰子!而量子力學本身也是與我們現在真實存在的客觀世界是相悖論的,我們真實存在的客觀世界,怎麼能夠通過觀測者而改變呢?
量子力學至今人類也只是剛剛撬開它的門而已,與量子力學不同,我們現在所在的世界,世間萬物你都可以用牛頓的經典力學去詮釋它,因為這個世界就是你現實所能看到的這個樣子,但是量子力學不一樣就在於它的不確定性,比如薛定諤的貓,一隻又活又死的貓!你如何解釋呢?其實這隻貓在微觀量子世界裡,它確實是處於一個生與死的糾纏態,但是你一旦開啟盒子的一瞬間,一旦通過觀測,就會導致波函式坍縮,貓就會從量子世界裡的糾纏態,變成本徵態!
你就能馬上決定了這隻貓的生死,注意哦,這裡不是你看到這隻貓的生死,而是你觀測的這一行為而決定了它的生死!觀測和測量,是區分量子力學和經典力學的主要區別!
最後我們也總結:量子力學至今沒有被證實,但它確實是一項很神奇的物理學分支!它的魅力讓無數人為之瘋狂!
經典力學是通過觀測和測量來得到的一些結論,而量子力學它本身就是以不確定性,概率為中心的物理理論!所以以我們現在人類的科學技術,是無法通過科學實驗去證實它的!就比如我們現在所在的地球,大家都知道它是圓的,但是當你沒有去看它去觀測它的時候,你怎麼就知道它不會變成方的呢?
還有可能是矩形!
量子力學主要講的是什麼,大家能先介紹一下嗎?為我這個入門級的選手
3樓:匿名使用者
量子力學是描述物質微觀世界結構、運動與變化規律的物理科學。它是20世紀人類文明發展的一個重大飛躍,量子力學的發現引發了一系列劃時代的科學發現與技術發明,對人類社會的進步做出重要貢獻。
19世紀末正當人們為經典物理取得重大成就的時候,一系列經典理論無法解釋的現象一個接一個地發現了。德國物理學家維恩通過熱輻射能譜的測量發現的熱輻射定理。德國物理學家普朗克為了解釋熱輻射能譜提出了一個大膽的假設:
在熱輻射的產生與吸收過程中能量是以hf為最小單位,一份一份交換的。這個能量量子化的假設不僅強調了熱輻射能量的不連續性,而且跟"輻射能量與頻率無關,由振幅確定"的基本概念直接相矛盾,無法納入任何一個經典範疇。當時只有少數科學家認真研究這個問題。
愛因斯坦於2023年提出了光量子說。2023年,美國物理學家密立根發表了光電效應實驗結果,驗證了愛因斯坦的光量子說。
2023年丹麥物理學家玻爾為解決盧瑟福原子行星模型的不穩定性(按經典理論,原子中電子繞原子核作圓周運動要輻射能量,導致軌道半徑縮小直到跌落進原子核),提出定態假設:原子中的電子並不像行星一樣可在任意經典力學的軌道上運轉,穩定軌道的作用量fpdq必須為h的整數倍(角動量量子化),即fpdq=nh,n稱之為量子數。玻爾又提出原子發光過程不是經典輻射,是電子在不同的穩定軌道態之間的不連續的躍遷過程,光的頻率由軌道態之間的能量差
確定,即頻率法則。這樣,玻爾原子理論以它簡單明晰的影象解釋了氫原子分立光譜線,並以電子軌道態直觀地解釋了化學元素週期表,導致了72號元素鉿的發現,在隨後的短短十多年內引發了一系列的重大科學進展。這在物理學史上是空前的。
由於量子論的深刻內涵,以玻爾為代表的哥本哈根學派對此進行了深入的研究,他們對對應原理、矩陣力學、不相容原理、測不準關係、互補原理。量子力學的機率解釋等都做出了貢獻。
2023年4月美國物理學家康普頓發表了x射線被電子散射所引起的頻率變小現象,即康普頓效應。按經典波動理論,靜止物體對波的散射不會改變頻率。而按愛因斯坦光量子說這是兩個「粒子」碰撞的結果。
光量子在碰撞時不僅將能量傳遞而且也將動量傳遞給了電子,使光量子說得到了實驗的證明。
光不僅僅是電磁波,也是一種具有能量動量的粒子。2023年美籍奧地利物理學家泡利發表了「不相容原理」:原子中不能有兩個電子同時處於同一量子態。
這一原理解釋了原子中電子的殼層結構。這個原理對所有實體物質的基本粒子(通常稱之為費米子,如質子、中子、夸克等)都適用,構成了量子統計力學———費米統計的基點。為解釋光譜線的精細結構與反常塞曼效應,泡利建議對於原於中的電子軌道態,除了已有的與經典力學量(能量、角動量及其分量)對應的三個量子數之外應引進第四個量子數。
這個量子數後來稱為「自旋」,是表述基本粒子一種內在性質的物理量。
2023年,法國物理學家德布羅意提出了表達波粒二象性的愛因斯坦———德布羅意關係:e=hv,p=h/入,將表徵粒子性的物理量能量、動量與表徵波性的頻率、波長通過一個常數h相等。
2023年,德國物理學家海森伯和玻爾,建立了量子理論第一個數學描述———矩陣力學。2023年,奧地利科學家提出了描述物質波連續時空演化的偏微分方程———薛定諤方程,給出了量子論的另一個數學描述——波動力學。2023年,費曼創立了量子力學的路徑積分形式。
量子力學在高速、微觀的現象範圍內具有普遍適用的意義。它是現代物理學基礎之一,在現代科學技術中的表面物理、半導體物理、凝聚態物理、粒子物理、低溫超導物理、量子化學以及分子生物學等學科的發展中,都有重要的理論意義。量子力學的產生和發展標誌著人類認識自然實現了從巨集觀世界向微觀世界的重大飛躍。
與經典物理學的界限
2023年,尼爾斯·玻爾提出了對應原理,認為量子數(尤其是粒子數)高到一定的極限後的量子系統,可以很精確地被經典理論描述。這個原理的背景是,事實上,許多巨集觀系統,可以非常精確地被經典理論,如經典力學和電磁學來描寫。因此一般認為在非常「大」的系統中,量子力學的特性,會逐漸退化到經典物理的特性,兩者並不相牴觸。
因此,對應原理是建立一個有效的量子力學模型的重要輔助工具。量子力學的數學基礎是非常廣泛的,它僅要求狀態空間是希爾伯特空間,其可觀察量是線性的算符。但是,它並沒有規定在實際情況下,哪一種希爾伯特空間、哪些算符應該被選擇。
因此,在實際情況下,必須選擇相應的希爾伯特空間和算符來描寫一個特定的量子系統。而對應原理則是做出這個選擇的一個重要輔助工具。這個原理要求量子力學所做出的預言,在越來越大的系統中,逐漸近似經典理論的預言。
這個大系統的極限,被稱為「經典極限」或者「對應極限」。因此可以使用啟發法的手段,來建立一個量子力學的模型,而這個模型的極限,就是相應的經典物理學的模型。
與狹義相對論的結合
量子力學在其發展初期,沒有顧及到狹義相對論。比如說,在使用諧振子模型的時候,特別使用了一個非相對論的諧振子。在早期,物理學家試圖將量子力學與狹義相對論聯絡到一起,包括使用相應的克萊因-高登方程,或者狄拉克方程,來取代薛定諤方程。
這些方程雖然在描寫許多現象時已經很成功,但它們還有缺陷,尤其是它們無法描寫相對論狀態下,粒子的產生與消滅。通過量子場論的發展,產生了真正的相對論量子理論。量子場論不但將可觀察量如能量或者動量量子化了,而且將媒介相互作用的場量子化了。
第一個完整的量子場論是量子電動力學,它可以完整地描寫電磁相互作用。
一般在描寫電磁系統時,不需要完整的量子場論。一個比較簡單的模型,是將帶電荷的粒子,當作一個處於經典電磁場中的量子力學物體。這個手段從量子力學的一開始,就已經被使用了。
比如說,氫原子的電子狀態,可以近似地使用經典的1/r電壓場來計算。但是,在電磁場中的量子起伏起一個重要作用的情況下,(比如帶電粒子發射一顆光子)這個近似方法就失效了。
強弱相互作用
強相互作用的量子場論是量子色動力學,這個理論描述原子核所組成的粒子(夸克和膠子)之間的相互作用。弱相互作用與電磁相互作用結合在電弱相互作用中。
萬有引力
至今為止,僅僅萬有引力無法使用量子力學來描述。因此,在黑洞附近,或者將整個宇宙作為整體來看的話,量子力學可能遇到了其適用邊界。使用量子力學,或者使用廣義相對論,均無法解釋,一個粒子到達黑洞的奇點時的物理狀況。
廣義相對論預言,該粒子會被壓縮到密度無限大;而量子力學則預言,由於粒子的位置無法被確定,因此,它無法達到密度無限大,而可以逃離黑洞。因此20世紀最重要的兩個新的物理理論,量子力學和廣義相對論互相矛盾。尋求解決這個矛盾的答案,是理論物理學的一個重要目標(量子引力)。
但是至今為止,找到引力的量子理論的問題,顯然非常困難。雖然,一些亞經典的近似理論有所成就,比如對霍金輻射的預言,但是至今為止,無法找到一個整體的量子引力的理論。這個方面的研究包括弦理論等。
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量子力學是20世紀初期，在一群物理大佬的神仙打架中誕生出來的，當時是為了爭論光是由什麼組成以及光的形態！牛頓認為光是波形態，但也有很多科學家認為光是粒子，其中有很多著名的實驗，比如雙縫干涉實驗就是最著名的一個，但是這個實驗的結果讓很多人大跌眼鏡，他們發現單個的光電子在通過雙縫時候居然也產生了干涉，產...
量子力學簡單來說是怎麼回事,量子力學主要講了什麼
給小學生看量子力學？大學生都不一定看得懂量子力學。簡單來說，量子力學講得就是小到肉眼看不見，同時有快到肉眼看不見的那些小粒子們的事兒。它們很神奇，你知道他位置的話，就不知道它的速度，知道它的速度，就不知道他的位置 測不準原理 他們你不看他的時候，他是一個樣，你觀察他的時候，他馬上又變成另外一個樣，所...
量子力學中代表什麼,量子力學中的符號代表什麼？
是該量子量x的期望值 expectationvalue 理論計算時常用各本徵值乘以相對應的概率之和算出 在實驗中,期望值則是大量實驗後,各個測量值乘以相對應的出現概率之和.表示時間常數 再看看別人怎麼說的。量子力學中的符號代表什麼？加一橫的普朗克常數 原普朗克常數 2 倒置的三角形是算符 量子力學算...