量子力学简史完整版课件

,大学物理电子教案,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,量子力学简史,量子力学简史,玻尔,如果谁不为量子论而感到困惑，那他就是没有理解量子论。,玻尔 如果谁不为量子论而感到困惑，那,道尔顿,原子这个观念被十九世纪初,(1803),英国化学家道尔顿（,1766-1844,）采纳，并提供了可靠的实验根据。他定量地考虑原子问题，编制了第一个原子量表。,道尔顿原子这个观念被十九世纪初(1803)英国化学家道尔顿（,1895,年,11,月,10,日，德国物理学家伦琴（,Wilhelm Konrad Rontgen 1854-1923,）在做阴极射线实验时，偶然发现了一种新的辐射，它能轻易穿透一些如纸张之类不透明的物质。伦琴把它叫做,X,射线。,1895年11月10日，德国物理学家伦琴（Wilhelm K,X,射线和铀的放射性激发了居里夫人（,Marie Curie,，,1867-1934,）对放射线的研究兴趣。,在对铀矿物放射性的研究中，她发现某些铀矿物的放射性特别强，并断定这额外的放射性是由未知的放射性元素造成的。,为了寻找这种未知元素，她的丈夫居里（,1859-1906,）也加入到了她的工作中来。,X射线和铀的放射性激发了居里夫人（Marie Curie，1,1885,年，巴尔默,(Johann Jakob Balmer,1825-1898),发现能够描述四种光谱波长的公式，后来,ngstrom.,发现这些谱线属于氢原子。,1885年，巴尔默(Johann Jakob Balmer,1893,维恩,(Wilhelm Carl Werner Otto Fritz Franz Wien,1864-1928),在实验上发现热体最大辐射的波长反比于温度,(,维恩定律,),。维恩在炉子上钻了一个小孔，模拟理论黑体。,1911,年,Nobel,奖,热辐射定律的导出和研究,1911年Nobel奖,瑞利和紫外灾难,瑞利（,J.W.Rayleigh,，,1842,1919,），英国物理学家。原名,J.W.,斯特拉特。,瑞利在,1900,年根据经典电动力学和统计物理理论，给出了一个关于黑体热辐射的公式，并由金斯（,J.H.Jeans,）在,1905,年对其作了修正，称为,Rayleigh-Jeans,公式。,Rayleigh-Jeans,公式在低频部分与实验结果很好地吻合，但当,时，辐射能量密度,E,，是发散的。称为紫外灾难。,Rayleigh,因为发现了氩获得,1904,年诺贝尔物理学奖,瑞利和紫外灾难 瑞利（J.W.Rayleigh，,普朗克,(Max Karl Ernst Ludwig Planck,1858-1947),德国物理学家，,1900,年,10,月,19,日在柏林的德国物理学会会议上，普朗克给出了他导出的黑体辐射公式，,与当时的实验数据符合得非常好。并且消除了,“,紫外灾害,”,的矛盾。为此,获得,1918,年诺贝尔奖,。,这个所谓的正态的能量分布代表着某种绝对的东西，,对绝对的东西所作的探索是研究的最高形式,普朗克(Max Karl Ernst Ludwig Plan,普朗克,“,孤注一掷,”,提到的这个理论太具有革命性了，物理学家们不能马上接受。甚至也超出了普朗克本人的接受能力。,在接下来数年里他几次动摇对自己理论的信念。普朗克有时把它称作只不过是一种数学游戏。,1905,年爱因斯坦提出光量子假说，支持普朗克的能量子理论。普朗克非但没有支持，甚至到了,1909,年还在反对光量子假说。,普朗克“孤注一掷”提到的这个理论太具有革命性了，物理学家们不,爱因斯坦(Albert Einstein,1879-1955),德裔 理论物理学家，他创立的狭义和广义相对论使现代关于时间和时间性质的想法发生突破性进展并给原子能的利用提供了理论基础。因其对光电效应的解释获1921年诺贝尔奖。,爱因斯坦的“奇迹,1905”,1905,年，爱因斯坦,26,岁。,3,月，他发表关于,光的产生和转化的一个试探性观点,，发展了量子论，提出光量子假说，解决了光电效应问题。,4,月，完成论文,分子大小的新测定法,，之后凭此文获得了苏黎世大学的博士学位。,5,月，完成论文,论动体的电动力学,，独立而完整地提出狭义相对性原理，开创物理学的新纪元。,9,月，发表论文,物体的惯性与它所含的能量有关吗？,，提出了著名的质能关系式：,E=mc,2,.,爱因斯坦(Albert Einstein,1879-195,1907-1913,年，他致力于改进威耳逊云雾室中对基本粒子电荷的测量。与此同时，他还致力于光电效应的研究经过细心认真的观测，,1916,年、他的实验结果完全肯定了爱因斯坦光电效应方程，并且测出了当时最精确的普朗克常量,h,的值。,罗伯特安德鲁密立根(RobertAndrewsMillikan,18681953)，实验物理学家。,由于对基本电荷和光电效应的工作，获得,1923,年诺贝尔物理学奖。,1907-1913年，他致力于改进威耳逊云雾室,共同获得1937年的诺贝尔物理学奖。,Rayleigh，18421919），英国物理学家。,马克斯玻恩(Max Born 18821970),1911年，卢瑟福根据粒子散射实验，发表了原子的核式结构模型：原子有一个小而重的带电的核，在它周围是一群在库仑吸力作用下绕核转动的电子。,1933年诺贝尔物理学奖获得者,Rayleigh因为发现了氩获得1904年诺贝尔物理学奖,共同获得1937年的诺贝尔物理学奖。,薛定谔（Erwin Schrodinger，18871961）,罗伯特安德鲁密立根(RobertAndrewsMillikan,18681953)，实验物理学家。,海森伯（Heisenberg，Werner Karl，19011976）,在这里他作出了对他来说是最伟大的一个发现：康普顿效应。,1914年，他们的实验结果第一次证实了玻尔所假设的量子化能级，在 上对量子理论的建立有重要意义。,罗伯特安德鲁密立根(RobertAndrewsMillikan,18681953)，实验物理学家。,原子这个观念被十九世纪初(1803)英国化学家道尔顿（1766-1844）采纳，并提供了可靠的实验根据。,维恩在炉子上钻了一个小孔，模拟理论黑体。,获1922年诺贝尔物理学奖。,为此获得1918年诺贝尔奖。,作为汤姆逊的学生，卢瑟福（,Ernest Rutherford,，,1871-1937,）却不喜欢汤姆逊的原子模型。他决定用一种新粒子,粒子当作炮弹来轰击原子，以探索原子的内部结构。,卢瑟福,共同获得1937年的诺贝尔物理学奖。作为汤姆逊的学生，卢瑟福,1911,年，卢瑟福根据,粒子散射实验,，发表了原子的,核式结构模型,：原子有一个小而重的带电的核，在它周围是一群在库仑吸力作用下绕核转动的电子。,1911年，卢瑟福根据粒子散射实验，发表了原子的核式结构模,尼尔斯,亨利克,大卫,玻尔（,Niels Henrik David Bohr,，,1962.11.18),丹麦物理学家，哥本哈根学派的创始人。,1913,年，玻尔在卢瑟福原有核原子模型的基础上建立起原子的量子理论。获,1922,年诺贝尔物理学奖。,尼尔斯亨利克大卫玻尔（Niels Henr,弗兰克（,James Franck,1882-1964,）,从1913年开始，夫兰克和赫兹合作对电子与气体原子和分子间的碰撞进行了非常精确的研究。1914年，他们的实验结果第一次证实了玻尔所假设的量子化能级，在 上对量子理论的建立有重要意义。因发现电子和原子的碰撞规律，共同分享了1925年度的诺贝尔物理学奖。,赫兹（,Gustav Hertz,1887-1975,）,弗兰克（James Franck,1882-1964）,康普顿,(Arthur Holly Compton 1892-1962),1920年，开始在 圣路易斯华盛顿大学担任韦曼克劳(Wayman Crow)讲座教授兼物理系主任。在这里他作出了对他来说是最伟大的一个发现：康普顿效应。由此获得1927年诺贝尔物理学奖。,康普顿(Arthur Holly Compton 1892-,德布罗意的物质波,1923,年,31,岁的法国物理学家德布罗意（,Louis de Broglie 1892-1987,）引入物质波的概念，指出电子不仅是粒子，也是波。,1924,年他建立了波动力学基础。德布罗意认为物质粒子的运动伴随着某种引导波，这些波伴随粒子一起在空间传播。,由于电子波动性的理论研究而获得,1929,年诺贝尔物理学奖,德布罗意的物质波1923年31岁的法国物理学家德布罗意（Lo,1925,年,24,岁的德国物理学家海森,伯,（,Werner Karl Heisenberg 1901,1976,）在德国物理学家,43,岁的波恩（,Max Born 1882-1970,）和,23,岁的约尔丹的帮助下创立矩阵量子力学，对运动学和力学的各个方面给出量子论的解释。,海森,伯,1925年24岁的德国物理学家海森伯（Werne,沃尔夫冈,泡利（，,1900,1958,）,泡利，美籍奥地利科学家。,1925,年春，在汉堡大学提出泡利不相容原理。直到泡利提出不相容理论,20,年后的,1945,年，这个理论的正确性和它产生的广泛深远的影响才得以确认。不相容原理被称为量子力学的主要支柱之一，是自然界的基本定律。,1945,年诺贝尔物理学奖获得者,沃尔夫冈泡利（，19001958）泡利，美,薛定谔（,Erwin Schrodinger,，,1887,1961,）,1925,年底到,1926,年初，薛定谔在,A.,爱因斯坦关于单原子理想气体的量子理论和,L.V.,德布罗意的物质波假说的启发下，从经典力学和几何光学间的类比，提出了对应于波动光学的波动力学方程，奠定了波动力学的基础，发现波动力学和矩阵力学在数学上是等价的,是量子力学的两种形式。,1926,年,1,6,月,他一连发表了四篇论文，题目都是,量子化就是本征值问题,，系统地阐明了波动力学理论。,19,3,3,年诺贝尔物理学奖获得者,薛定谔（Erwin Schrodinger，188719,马克斯,玻恩,(Max Born 1882,1970),1926,年，玻恩通过自己的研究对波函数的物理意义作出了统计解释，即波函数的二次方代表粒子出现的几率取得了很大的成功。,1954,年诺贝尔物理学奖获得者,马克斯玻恩(Max Born 18821970),海森伯（,Heisenberg,，,Werner Karl,，,1901,1976,）,海森伯于,1927,年提出“不确定性”。“不确定性”适用于一切宏观和微观现象，但它的有效性通常只限于微观物理学。,1929,年，他同,W.E.,泡利一道曾为量子场论的建立打下基础，首先提出基本粒子中同位旋的概念。,1932,年获诺贝尔物理学奖。,海森伯（Heisenberg，Werner Karl，190,戴维孙（,Davisson,Clinton Joseph,，,1881,1958,）,G.P.,汤姆孙（,George Paget Thomson,，,1892-1975,）,1927,年，分别使用不同的方法独立证实了电子的波动性。,共同获得,1937,年的诺贝尔物理学奖。,戴维孙（Davisson,Clinton Joseph，18,狄拉克（,Paul Adrie Maurice DIRAC,，,1902-1984,）,1933,年诺贝尔物理学奖获得者,1929,年,27,岁的狄拉克（,Paul Adrien Maurice Dirac 1902-1984,）和,29,岁的德国物理学家泡利（,Wolfgang Pauli 1900-1958,）提出量子电动力学。把狭义相对论效应纳入到量子力学中。,狄拉克提出的狄拉克波动方程还预言了正电子的存在。