量子力学的发展及应用.doc

量子力学论文题目:量子力学发展历史及应用领域学生姓名武术专业电子科学与技术学号_2082班级2009级2班指导教师张济龙成绩_工程技术学院2011年12月量子力学发展历史及应用领域武术西南大学工程技术学院,重庆摘要:量子力学发展至今已有一百年了,它发展的道路并不是一帆风顺的。这一百年虽是艰难的,但是辉煌的。此后,人们发现量子力学与现代科技的联系日益紧密,它的发展潜力是不能低估的。本文从两个部分逐次论述了量子力学的发展及应用。第一部分是量子力学的发展,这部分阐述了早期量子论。第二部分是量子力学的应用,这部分阐明了量子力学在固体物理和信息科学中的应用。关键词:早期量子论;量子力学的发展;量子力学的应用量子力学诞生至今一百年。经过一百年的发展,它由原子层次的动力学理论,已经向物理学和其他学科以及高新技术延伸。而事实上,它已超出物理学范围;它不仅是现代物质科学的主心骨,又是现代科技文明建设的主要理论基础之一。建立在量子概念的量子力学及其物理诠释,促使人类的思想观念产生根本性转变;虽然这新概念很抽象,但就目前文明的空前繁荣而言,量子力学所产生的影响是相当广泛的。而看看量子力学的前沿性进展新貌,则会感到心驰神往。量子力学可谓是量子理论的第二次发展层次,第一次常称作早期量子论,第三次就是量子场论。本文除了论述这三个层次以外,又说了它在现代物理乃至现代物质科学中的地位,阐述了它应用的状况。,人们认为经典物理发展很完美的时候,一系列经典理论无法解释的现象一个接一个的发现了。经典力学时期物理学所探讨的主要是用比较直接的实验研究就可以接触到的物理现象的定理和理论。牛顿定理和麦克斯韦电磁理论在宏观和慢速的世界中是很好的自然规律。而对于微观世界的物理现象,经典物理学就显得无能为力,很多现象没发解释。这些困难被看做是“晴朗天空的几朵乌云”,正是这几朵乌云引发了物理界的变革。下面简述这几个困难:⑴黑体辐射完全黑体在与热辐射达到平衡时,辐射能量密度随频率变化会有一个曲线。韦恩从热力学普遍理论考虑以及分析实验数据的得出一个半经验公式。但是韦恩公式并不是与所有实验数据吻合的很好。在长波波段,韦恩公式与实验有严重偏离。这促使普朗克在韦恩公式和瑞利-金斯的公式之间寻求协调统一,结果得出一个两参数的普朗克公式,此公式不仅与实验符合的最好,而且形式最简单(韦恩公式除外)。普朗克提出这个公式后,许多实验物理学家立即用它去分析了当时最精确的实验数据,发现符合的非常好。他们认为,这样简单的一个公式与实验如此符合,绝非偶然,在这公式中一定蕴藏着一个非常重要但尚为被人们揭示出的科学原理。⑵光电效应直到电子发现后,人们才认识到光电效应是由于紫外线照射,大量电子从金属表面逸出的现象。经过实验研究,发现光电效应呈现下列几个特点:①对于任何一种金属都有一个确定的临界频率。照射光频率必须大于临界频率时,才能观测到光电子从电极上逸出。②光电子的能量与照射光的频率有关,而与光强度无关。光强度只影响到光电流的强度即单位时间从金属电极单位面积上逸出的电子的数目。这些都与经典电磁理论是不相符的,经典的电磁理论是无法解释这些特点的。⑶原子的线状光谱及其规律人们拥有很多关于光谱