量子力学与物质波论文.doc

目录量子力学的建立与发展…………………………………………….…………………………………………………………………………..…………………………………………………………………………..物质波……………………………………………………..……………………………………………………………………………………………………………………………………………………….………………………………………………………………………….………………………………………………………………………….…………………………………………………………………………………………………………..……………………………………………………………….…………………………………………………………….…………………………………………………………………….量子力学与物质波摘要:关键词:,两位20世纪最伟大的物理巨擎就量子物理中的随机性即不确定性原理“华山论剑”,其中有过这样的一段经典对白:爱因斯坦:波尔,亲爱的上帝不掷筛子。波尔:爱因斯坦,别去指挥上帝应该怎么做。他们都是二十世纪最伟大的物理学家之一,都各自因对量子物理的杰出贡献而先后荣膺诺贝尔物理学奖,但面对量子力学的不断发展所展现出来的基础问题困惑,使他们对量子力学表现出极为不同的态度,那量子力学到底有怎样的魅力和难题,又是如何建立起来的呢?与物质波又有怎样的联系呢?,从物质的质量角度去分类,物质分为两类,一类是有质量的物质,他们遵从牛顿方程,另一类是无静止质量的电磁波,由麦克斯韦方程描述。它们共同成为经典物理,对处理这类物质的问题它们一直都很成功,引发了工业革命和电气革命,然而到了1900年前后,由于科学技术的发展,电子的发现,人们开始研究微观粒子的运动规律,如原子的辐射,光对原子的作用,原子的内部结构等,情况就变了,经典物理不再能解释它们的运动规律,遇到很多无法解决的困难,由此出现了二十世纪的开尔文勋爵口中的经典物理头顶的“一朵乌云”。(1)黑体辐射的困境黑体是能够将照射在它表面上的电磁波全部吸收掉的物体,经典物理学证明黑体辐射的电磁波的性质与组成黑体的材料无关,其辐射能量密度U只跟黑体的温度和辐射波的频率有关,1900年瑞利和金斯给出试图描述能量密度的公式—瑞利-金斯公式:U(T,V)=8πkTν/c,这个公式在v比较小的范围内同实验符合的比较好,但v比较大范围内同实验严重不符,特别当v趋于无穷大的时候,U(T,ν)趋于无限,显然是错误的,他们严格按照经典物理学推导出来公式,具有如此严重的错误,被认为是经典物理需遇到的一个灾难,称为紫外灾难。(2)光电效应的困境 光照射到金属表面上,电子有金属表面逸出的现象叫光电效应。按照经典电磁理论,只要光的强度够,就能使电子逸出,但实验发现有一个频率限定,超过这个频率才能使电子逸出,这在经典力学是不能理解的。还有散射光的波长困惑,固体原子的比热困惑,原子的稳定结构和线状光谱等均出现了经典物理不能解释的现象。1900年,普朗克在考察了黑体辐射的