[请问你一下固体物理原子物理量子物理热力学物理与统计那些比较难]量子物理,要真正把量子物理搞懂了,你没有研究生水平那基本上在扯淡!量子物理需要的数学功底是很深的,至少《微积分》《数学物理方法》《Matlab》你必须很熟悉……否则要把量子力...+阅读
量子物理学有哪些内容
量子物理学 ·1.量子物理学的建立 量子物理学是在20世纪初,物理学家们在研究微观世界(原子、分子、原子核…)的结构和运动规律的过程中,逐步建立起来的。 量子概念是1900年普朗克首先提出的,到今天已经整整一百年了。期间,经过玻尔、德布罗意、玻恩、海森柏、薛定谔、狄拉克、爱因斯坦等许多物理大师的创新努力,到20世纪30年代,初步建立了一套完整的量子力学理论。 2.量子物理学的价值 20世纪物理学的发展表明,量子物理是人们认识和理解微观世界的基础。量子物理和相对论的成就使得物理学从经典物理学发展到现代物理学,奠定了现代自然科学的主要基础。 当然,随着物理学和其它自然科学的进一步发展,人们认识的逐步深化,量子物理学也会进一步地丰富和发展。
至今为止、量子力学的某些基本观念和哲学意义,科学家们仍然继续争论不休,这是一门科学在走向成熟过程中的一个必经的阶段。 3、量子世界 我们把科学家们在研究原子、分子、原子核、基本粒子时所观察到的关于微观世界的系列特殊的物理现象称为量子现象。 量子世界除了其线度极其微小之外(10-10~10-15m量级),另一个主要特征是它们所涉及的许多宏观世界所对应的物理量往往不能取连续变化的值,(如:坐标、动量、能量、角动量、自旋),甚至取值不确定。许多实验事实表明,量子世界满足的物理规律不再是经典的牛顿力学,而是量子物理学。量子物理学是当今人们研究微观世界的理论,也有人称为研究量子现象的物理学。 由于宏观物体是由微观世界建构而成的,因此量子物理学不仅是研究微观世界结构的工具,而且在深入研究宏观物体的微结构和特殊的物理性质中也发挥着巨大作用。
4.量子力学 量子力学是一门奇妙的理论。它的许多基本概念、规律与方法都和经典物理的基本概念、规律和方法截然不同。 量子物理学的现象不同于我们在日常生活中所观察到的物理现象,其理论比较抽象,其数学工具比较艰深。因此人们往往将量子力学称为研究量子现象的数学,本书(量子物理)实际上可以称为量子力学初步或量子力学导论。 5.量子物理学的内容 本书将说明有关量子力学的基础知识。 第1章说明量子概念的引入--微观粒子的二象性,由此而引起的描述微观粒子状态的特殊方法--波函数,以及微观粒子不同于经典粒子的基本特征--不确定关系。 第2章说明微观粒子的基本运动方程(非相对论形式)--薛定谔方程。对于此方程,首先把它应用于势阱中的粒子,得出微观粒子在束缚态中的基本特征--能量量子化、势垒穿透等。
第3章用量子概念说明(未经详细的数学推导)了电子在原子中运动的规律,包括能量、角动量的量子化,自旋的概念,泡利不相容原理,原子中电子的排布,X光和激光的原理等。 第4章说明固体中的电子的量子特征,包括自由电子的能量分布以及导电机理,能带理论及对导体、绝缘体、半导体性能的解释。 第5章说明原子核的基础知识,包括核的一般性质、结合能、核模型、核衰变及核反应等。关于基本粒子的知识和当今关于宇宙及其发展的知识也都属于量子物理的范围,其基本内容在本套书第一册力学"今日物理趣闻A基本粒子"和第二册热学"今日物理趣闻A大爆炸和宇宙膨胀"中分别有所说明,在本书中不再重复。
量子物理主要讲的是什么
量子物理学是研究微观粒子的性质和运动规律的物理学分支学科,依据原理是量子力学规律,微观世界的物质的性质和运动规律与宏观物体遵循的运动规律有很大的不同,除了一些最基本的普适性的物理定律(如能量、动量和角动量守恒定律等)之外,微观粒子的运动不服从经典物理学定律(如牛顿力学、宏观电磁场理论等),而是服从量子力学规律(如薛定谔方程、不确定性原理等);量子物理学的基本内容包括早期量子论(又称旧量子论,例如玻尔氢原子理论)、(非相对论)量子力学、相对论量子力学、量子场论(量子电动力学、量子引力理论等),普通物理学中的原子物理学(或量子理论初步)主要是以早期量子论和量子力学最基本和最简单的内容为基础来研究原子和原子核的性质,量子场论研究物理场(如电磁场、引力场等)的量子化(例如理论物理中比较流行的“超弦理论”),量子理论和相对论是现代科学技术两大理论基础。
量子力学的基础理论是什么
有人引用量子力学中的随机性支持自由意志说,但是第一,这种微观尺度上的随机性和通常意义下的宏观的自由意志之间仍然有着难以逾越的距离;第二,这种随机性是否不可约简(irreducible)还难以证明,因为人们在微观尺度上的观察能力仍然有限。 自然界是否真有随机性还是一个悬而未决的问题。统计学中的许多随机事件的例子,严格说来实为决定性的。 量子力学是研究微观粒子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。量子力学不仅是近代物理学的基础理论之一,而且在化学等有关学科和许多近代技术中也得到了广泛的应用。 量子力学的发展简史 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的量子假说、爱因斯坦的光量子理论和玻尔的原子理论。 1900年,普朗克提出辐射量子假说,假定电磁场和物质交换能量是以间断的形式(能量子)实现的,能量子的大小同辐射频率成正比,比例常数称为普朗克常数,从而得出黑体辐射能量分布公式,成功地解释了黑体辐射现象。 1905年,爱因斯坦引进光量子(光子)的概念,并给出了光子的能量、动量与辐射的频率和波长的关系,成功地解释了光电效应。其后,他又提出固体的振动能量也是量子化的,从而解释了低温下固体比热问题。 1913年,玻尔在卢瑟福有核原子模型的基础上建立起原子的量子理论。按照这个理论,原子中的电子只能在分立的轨道上运动,原子具有确定的能量,它所处的这种状态叫“定态”,而且原子只有从一个定态到另一个定态,才能吸收或辐射能量。
这个理论虽然有许多成功之处,但对于进一步解释实验现象还有许多困难。 在人们认识到光具有波动和微粒的二象性之后,为了解释一些经典理论无法解释的现象,法国物理学家德布罗意于1923年提出微观粒子具有波粒二象性的假说。德布罗意认为:正如光具有波粒二象性一样,实体的微粒(如电子、原子等)也具有这种性质,即既具有粒子性也具有波动性。这一假说不久就为实验所证实。 德布罗意的波粒二象性假设:E=ħω,p=h/λ,其中ħ=h/2π,可以由E=p²/2m得到λ=√(h²/2mE)。 由于微观粒子具有波粒二象性,微观粒子所遵循的运动规律就不同于宏观物体的运动规律,描述微观粒子运动规律的量子力学也就不同于描述宏观物体运动规律的经典力学。当粒子的大小由微观过渡到宏观时,它所遵循的规律也由量子力学过渡到经典力学。
量子力学与经典力学的差别首先表现在对粒子的状态和力学量的描述及其变化规律上。在量子力学中,粒子的状态用波函数描述,它是坐标和时间的复函数。为了描写微观粒子状态随时间变化的规律,就需要找出波函数所满足的运动方程。这个方程是薛定谔在1926年首先找到的,被称为薛定谔方程。 当微观粒子处于某一状态时,它的力学量(如坐标、动量、角动量、能量等)一般不具有确定的数值,而具有一系列可能值,每个可能值以一定的几率出现。当粒子所处的状态确定时,力学量具有某一可能值的几率也就完全确定。这就是1927年,海森伯得出的测不准关系,同时玻尔提出了并协原理,对量子力学给出了进一步的阐释。 量子力学和狭义相对论的结合产生了相对论量子力学。
经狄拉克、海森伯和泡利等人的工作发展了量子电动力学。20世纪30年代以后形成了描述各种粒子场的量子化理论——量子场论,它构成了描述基本粒子现象的理论基础。 量子力学是在旧量子论建立之后发展建立起来的。旧量子论对经典物理理论加以某种人为的修正或附加条件以便解释微观领域中的一些现象。由于旧量子论不能令人满意,人们在寻找微观领域的规律时,从两条不同的道路建立了量子力学。 1925年,海森堡基于物理理论只处理可观察量的认识,抛弃了不可观察的轨道概念,并从可观察的辐射频率及其强度出发,和玻恩、约尔丹一起建立起矩阵力学;1926年,薛定谔基于量子性是微观体系波动性的反映这一认识,找到了微观体系的运动方程,从而建立起波动力学,其后不久还证明了波动力学和矩阵力学的数学等价性;狄拉克和约尔丹各自独立地发展了一种普遍的变换理论,给出量子力学简洁、完善的数学表达形式。
海森堡还提出了测不准原理,原理的公式表达如下:ΔxΔp≥ħ/2。 量子力学的基本内容 量子力学的基本原理包括量子态的概念,运动方程、理论概念和观测物理量之间的对应规则和物理原理。 在量子力学中,一个物理体系的状态由态函数表示,态函数的任意线性叠加仍然代表体系的一种可能状态。状态随时间的变化遵循一个线性微分方程,该方程预言体系的行为,物理量由满足一定条件的、代表某种运算的算符表示;测量处于某一状态的物理体系的某一物理量的操作,对应于代表该量的算符对其态函数的作用;测量的可能取值由该算符的本征方程决定,测量的期待值由一个包含该算符的积分方程计算。 态函数的平方代表作为其变数的物理量出现的几率。根据这些基本原理并附以其他必要的假设,量子力学可以解释原子和亚原子的各种现象。 根据狄拉克...
请教关于基础量子物理学
首先你要知道,1:引力场在宇宙中定义为负能量,所以反重力本身就是正能量. 2:真空中会随时出现成对的能量粒子,他们一正一负,出现后瞬间 又因为引力结合在一起,正负抵消所以能量的总量没变(质量守 衡是真理).那么,利用反重力,可以使瞬间出现的粒子分离开来,如果获得正粒子,就等于获得了能量,这是可以实现的.而且失去伙伴的负粒子会找其他正粒子结合,那么宇宙的总能量没变(质量守衡是真理).但根据热学第二定律,熵(一个物理量)总是会变得越来越大(这是机械效率无法达到100%的原因).当我们获取能量的时候会消耗能量(反重力的能量),而且由于机械效率无法为100%或更大,我们还会因为摩擦等其他原因失去能量,所以说到最终我们并没有获取能源,并且失去能量.应用的前景是在有容易获取并稳定的反重力储蓄能量当不方便使用时(如稳定的化石能量,石油什么的),用于提取真空中的量子能(假设这种能量方便使用),这个过程就像把石油点燃,获取内能一样,只是能量的转换.并且和石油一样,他放出的能量无法100%利用,所以换取的量子能也会比使用的重力能少,只是方便宇宙航行或其他活动而已....
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