量子力学论文1.doc

量子力学和物质波　ﻫ 　　　量子力学是20世纪最成功的理论之一，物质波是量子力学从建立到完成过程中起决定性作用的概念之一。本文从量子力学的建立和发展过程出发，对量子力学与物质波的关系给出了论证:量子力学的建立过程就是对物质波的认识过程;量子力学的框架就是围绕粒子的波动性(波函数)来完成的；量子力学的含义就是给物质波一个物理解释。文章最后　 　　 　 作者根据自己的观点给出了解决“量子物理论战”的一条可能途径。 ﻫﻫ
量子力学是关于微观粒子运动的一门科学,其核心内容是描述微观粒子的波粒二象性—－微观粒子的运动规律类似于波的运动；而微观粒子在被一些实验手段测量时又体现经典粒子的性质,如，具有动量、质量、电荷—-，但是它的成功已经被无数实验确认,而且数学证明它也是自洽的，它自身的内部体系已经变得几乎无懈可击；所以我们要有所突破只能从外部,，最有可能突破的就是它的统计解释，也就是量子力学的主要任务--描述物质波。当然这一切需要实验的支持。由此可见物质波对于量子力学的意义．. ﻫﻫﻫ量子力学是2０世纪最成功的物理理论之一，熟悉它的建立过程对我们更好的理解量子力学会有很大的帮助。我们将会看到，量子力学的建立过程就是对物质波的认识过程。 ﻫ　 ﻫ 　　 1914年，密立根用实验完全确认了爱因斯坦的光量子理论。192３年，康普顿的X射线散射实验证实了辐射的粒子性；在康普顿的“Ｘ射线在轻元素上的散射的量子理论"中写道:“这个实验非常令人信服的指出，辐射量子确实既带有能量,也带有定向的动量．”　ﻫ至此能量的量子化观念就完全建立起来了。需要说明的是，普朗克、爱因斯坦等人的关于能量量子化的工作虽然与物质波没有直接联系，但是确实为物质波的提出提供了很好的启示。 ﻫﻫﻫﻫ能量量子化观念建立以后,考虑到光子和实物粒子的类比，１923年9月到１0月间,德布罗意在《法国科学院通报》上先后发表了分别题为《辐射—－波与量子》、《光学——光量子、衍射和干涉》、《量子、气体分子运动论和费马原理》的论文,逐步阐述了他关于物质波的思想，随后在１924年向巴黎大学科学院提交的博士论文《量子理论研究》中完善了物质波的理论：能量子(光子)的波粒二象性同样也适应于物质，写出了有关物质波的关系式
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物质波的概念在量子物理学发展过程中起了纽带的作用，它既深化了量子化的观念,把量子化推广到所有物质,使我们对世界物质有了新的认识;又是波动力学的出发点，正是对于物质波的追问，才导致了量子力学的诞生. ﻫﻫﻫ物质波的概念提出后,接下来的任务就是找到一个描述它的数学理论，这就导致了量子力学的建立。我们将看到量子力学的体系是怎样围绕物质波的概念建立的。 ﻫ波函数，确定力学量的取值情况　
ﻫ（1）量子力学的产生是因为新的实验不能被经典物理学解释。所有新的实验全部指向一个事实：微观粒子具有波粒二象性。 ﻫ(2）实物粒子的波动性不能被平常的物理经验所体现，因此是最难理解的问题，于是量子力学的基本问题就是解释这个波动性。 ﻫ（3)与其他的物理问题不一样，量子力学对波动性的解释首先是通过基本假定—-薛定谔方程(基本假定二)给出了数学描述(量子力学数学任务一），而不是物理解释(基本假定一).关于物理解释参见本文第三部分。