量子力学绪言及原子稳定性 Bohr量子化假设
量子力学的发展史
量子力学的发展史量子力学是物理学中的一个分支，主要研究微观领域的物质和能量的行为规律。
20世纪初，物理学家们开始研究原子和分子的行为，但是经典物理学并不能解释这些微观领域的现象，于是量子力学就被提出来了。
量子力学的发展可以大致分为以下几个阶段：一、波动力学阶段1913年，丹麦物理学家玻尔提出了量子化假设，即能量是量子化的，也就是说能量只能存在于长为h的不连续的能量量子中。
这一假设打破了经典物理学中连续性的假设，为量子力学奠定了基础。
1924年，法国物理学家德布罗意提出了波粒二象性假说，即物质不仅具有粒子的性质，同时也具有波动的性质。
这个假说解释了一些微观领域的现象，如光电效应和康普顿效应，成为量子力学的重要理论基础。
波恩和海森堡等人在德布罗意理论的基础上创立了相应的波动力学，解释了氢原子光谱的结构。
二、矩阵力学阶段1925年，海森堡和约旦等人提出了矩阵力学，这是量子力学的另一种基本形式，它说明了物理量如何通过测量来测量，同时提出了著名的“不确定性原理”，即无法同时确定一个粒子的位置和动量。
三、波恩统计力学阶段1926年，波恩提出了统计力学的基本原理，解决了原子内部运动的问题。
他提出了概率波函数的概念，并对其作出了一些论证。
此外，他还对量子力学的哲学问题进行了探讨，认为量子力学不是描述自然的完整理论，而是对一些确定问题的理论描述。
四、量子力学的完善阶段1927年，波尔在量子力学的哲学问题上发表了著名的“科学是一个特殊的观察者”的文章，这为量子力学的进一步发展奠定了基础。
1932年，物理学家狄拉克提出了著名的“相对论性量子力学”，它将相对论和量子力学结合在一起，成为理论物理学的基石之一。
此外，量子力学的应用也越来越广泛，如半导体、材料科学和生物物理学等领域。
最后，需要指出的是，虽然量子力学已经发展了一个世纪之久，但它仍然存在许多未解之谜，例如解释量子纠缠、重正化等问题。
量子力学的发展是一个长期的过程，相信未来仍有很多值得探索的领域。
量子力学五大假设
量子力学五大假设
量子力学是研究微观物理现象的物理学理论，是量子物理学的基础。
它可以描述微观级别的物理现象，如原子、分子、原子核等，其最基本的假设是：
一、波粒二象性：物体不仅具有粒子的性质，而且也具有波的性质，这就是波粒二象性。
二、量子偏好：量子力学假定物体在某些情况下具有量子性质，并且物体的量子性质会对它们的行为产生重要影响。
三、本征态：量子力学假定物体有一个特殊的状态，称为本征态，它可以用来描述物体的基本特性。
四、不确定性原理：量子力学假定物体的行为是不确定的，不能精确预测，这就是著名的不确定性原理。
五、局域性原理：量子力学假定物体的行为是局域的，这意味着物体的行为不会受到远距离的影响。
以上就是量子力学的五大假设。
这五大假设构成了量子力学的基础，它们是量子力学研究的重要依据。
量子力学是物理学的重要学科，它可以深入理解物质的本质特性，为科学研究提供了更多的可能性。
量子力学的发展，改变了人们对物质的认识，它将物理学的视野从宏观世界扩展到微观世界，使物理学的研究得以更加深入。
量子力学的五大假设是量子力学的基础，它们是量子力学研究的重要依据，它们使我们能够更深入地理解物质的性质，为科学研究提供了更多的可能性。
量子力学五个基本假设内容
量子力学五个基本假设内容量子力学的发展对于现代科学的发展起着至关重要的作用，它为科学家提供了一种新的理解视角，引发了新的科学领域的发展。
自1924年建立量子力学以来，这门学科在物理学、化学等众多学科方面都取得了巨大的进步。
当今，量子力学是世界上最重要的物理学理论之一。
量子力学的基本假设可以归纳为五个：1、物质由基本粒子组成：物质世界充满着各种各样的粒子，如电子、质子、强子等，它们成为物质世界的基本组成部分。
2、粒子可以用数值表示：粒子的状态可以用数值进行描述，比如位置、速度等。
3、量子行为描述粒子的特性：施密特-波动方程描述了量子行为的数学原理，可以用来解释粒子的行为。
4、粒子的作用力是由量子场定义的：量子场可以用来描述粒子之间的作用力，因此它是粒子之间作用力的抽象概念。
5、粒子可以从一种状态转换到另一种状态：量子力学描述了粒子可以在不同状态间进行转换的过程，这叫做“量子跃迁”。
量子力学的五大基本假设提供了一种新的理解视角，为科学家开发新的研究领域提供了思路，同时也解决了许多物理学相关问题。
量子力学是迄今为止最重要的物理学理论之一，它的发展已经深刻地影响和改变了科学发展的历史经过。
量子力学中的物质由基本粒子组成，这些粒子可以用数值表示，它们通过施密特-波动方程来解释其行为，而且它们之间的作用力也是由量子场来定义的。
粒子之间的作用力使得它们可以从一种状态转变到另一种状态，这就是量子力学五大基本假设概念的核心。
量子力学的发展不仅是科学史上的一个重大进程，而且也促进了当今科学的不断进步。
量子力学的五大基本假设为科学家们提供了一条新的研究思路，并且解决了许多物理学与化学领域的问题。
回顾这些基本假设，我们可以看到它们给科学发展带来了巨大影响，它们不仅是当今科学发展的基础，还将为未来的科学研究提供重要的指导。
今天，在我们的每一步科学研究中，量子力学都在发挥着不可磨灭的作用。
量子力学最全名词解释及知识点整理
是三重简并的，对应于这些能级的态称为三重态（ | 1,1⟩, | 1, − 1⟩, | 1,0⟩）
29. 正氦与仲氦p206
处于三重态的氦称为正氦，处于单态的氦称为仲氦，或者说基态的氦是仲氦
一些结论
1. 谐振子能量本征函数及其性质


为动量，λ为波⻓。
4. 态叠加原理（Superposition principle）：p17
对 于 一 般 的 情 况 ， 如 果 ψ1 和 ψ2 是 体 系 的 可 能 状 态 ， 那 么 它 们 的 线 性 叠 加
ψ = c1ψ1 + c2ψ2也是这个体系的一个可能状态，其中c1和c2为复常数。
20. 偶极跃迁、偶极近似（Electric Dipole Approximation）： p146
由于电磁波中电场对电子能量的影响远大于磁场，忽略光波中的磁场作用和原子的尺
寸，把电场近似地用Ex = E0 cos ωt（沿z轴传播的平面单色偏振光的电场）表示后得到的
结果，这样讨论的跃迁称为偶极跃迁，这种近似叫做偶极近似。
22. 简单塞曼效应、复杂塞曼效应（Zeeman e ect）：p181
在外磁场较强的情况下，没有外磁场时的一条谱线在外磁场中将分裂为三条，这就是 简单塞曼效应。
在外磁场较弱时，电子自旋与轨道相互作用不能够忽略，光谱线分裂成偶数条，这称 为复杂塞曼效应。
23. 好量子数：p187
守恒量的特点：测量值的几率分布不随时间变化，守恒量的量子数称为好量子数。
•
谐振子能量的本征函数为：ψn(x)
=
Nne−
1 2
α2 x2Hn(α
尼尔斯·玻尔的科学贡献
尼尔斯·玻尔的科学贡献尼尔斯·玻尔（Niels Bohr）是20世纪最重要的物理学家之一，他对原子结构的研究和提出了量子力学的基本原理有着巨大的贡献。
他的科学成就不仅对当代物理学产生了深远的影响，也为后来的科学研究奠定了坚实的基础。
本文将重点探讨尼尔斯·玻尔在原子理论、量子力学和核物理领域的科学贡献。
一、建立起经典原子模型尼尔斯·玻尔在1913年提出了玻尔模型，解决了当时无法解释原子稳定性问题的难题。
根据玻尔模型，电子围绕着原子核以离散的能级进行运动，且只能在特定轨道上运动。
这种模型通过引入量子化假设，成功地解释了氢原子光谱中谱线的规律性，并为后来量子力学理论发展奠定了基础。
二、量子力学奠基者尼尔斯·玻尔是量子力学领域里较早探索并建立起理论体系的重要人物之一。
1923年，他提出了对原子的描述应该遵循量子力学原理，并将其称为互补原理。
这一原理指出，微观粒子既可以呈现波动性质，又可以表现出粒子性质，这在当时许多科学家看来是矛盾的。
玻尔通过互补原理的提出，打开了量子力学发展的新篇章。
三、波尔-爱因斯坦协同解释光子概念尼尔斯·玻尔与阿尔伯特·爱因斯坦之间的合作也为我们带来了关于光量子化概念的理解。
根据经典物理学，光是连续传播的电磁波，然而实验结果却表明光在与物质相互作用时具有粒子性质。
针对这一现象，玻尔和爱因斯坦提出了光量子假设，即光以离散的能量单元（光子）形式传播。
这一假设不仅成功地解释了实验观测结果，还推动了后来对于量子领域更深入的研究。
四、玻尔频率条件与共振规律发现除了对原子结构和量子力学做出贡献之外，尼尔斯·玻尔还提出了关于共振现象的频率条件。
根据他的理论，当一个外界场与物体之间有特定频率的相互作用时，物体将表现出共振行为，并达到能量交换的最佳效果。
这一发现在光谱学和核磁共振等领域都有广泛应用。
五、核结构的探索玻尔对原子结构的不断探索也使他进一步涉足到核物理领域。
量子力学五个基本假设内容
量子力学五个基本假设内容量子力学五个基本假设是物理学界最引人注目的话题之一，近年来，它不仅引发了理论物理学家的广泛研究，而且也引起了其他科学领域的关注。
本文的目的是介绍量子力学的五个基本假设，并将它们与其它科学领域的研究联系起来。
【简介】量子力学作为物理学的一个分支，提出了一系列有关粒子及其环境间相互作用的基本假设。
这些基本假设是：（1）粒子具有粒子性质，可以把它们看做绝对的微小点，粒子的行为受其内部能量的驱动；（2）粒子受其环境的影响而改变其状态，不同的环境会导致不同的状态；（3）粒子的行为与其运动轨迹的变化是可预测的；（4）不同的粒子由于它们的不同性质而具有不同的性质；（5）粒子的行为存在一定的概率，即粒子不存在绝对确定性。
【深入细节】第一个基本假设是粒子具有粒子性质。
量子力学要求粒子可以被看做绝对的微小点，粒子的行为受其内部能量的驱动，而不受外部能量的影响。
也就是说，粒子具有内在的自治性，可以独自行动。
而且，粒子的行动也受限于内部能量。
这一基本假设与当时认为粒子是由外在环境影响而变化的观点不同，这种假设更贴近实际。
第二个基本假设是粒子受其环境的影响而改变其状态，不同的环境会导致不同的状态。
这一基本假设提出了粒子与环境间的相互作用。
从量子力学的角度来看，只有粒子与它的环境之间的相互作用才能够解释粒子的行为。
也就是说，粒子的状态不仅受其内部能量的驱动，也可以受到外在因素的影响，因而具有多态性，可以多次变换其状态。
第三个基本假设是粒子的行为与其运动轨迹的变化是可预测的。
这一基本假设认为，粒子的运动轨迹是可以预测的，即粒子可以根据它们内部能量的变化预测其未来的行为。
这一基本假设极大地促进了量子力学的发展，它为我们理解量子世界提供了一定的依据。
第四个基本假设是不同的粒子由于它们的不同性质而具有不同的性质。
这一基本假设提出，粒子的性质不仅受到其内部能量的驱动，而且受到它的环境的影响。
也就是说，它们的性质不仅受到它们自身的能量，而且还受到它们周围的环境影响。
量子力学5条基本假设
量子力学5条基本假设
量子力学的五条基本假设是：
1．原子和分子振动只能采用特定的可能频率，这种频率称为量子
频率。
振动频率的变化是量子力学中一组不可观察的数字，叫做能级。
2．实验的影响因素会导致能级的改变，称为能量跃迁。
3．质点的性质和能级之间的关系称为波函数。
4．量子力学的结果描述了质点的行为模式，而不是精确的历史记录。
5．量子力学中没有绝对坐标系，运动只能用相对论的方法来描述。
量子力学的五条基本假设是由20世纪几位科学家所研究而得，其
结果成为现代物理学的基础。
该学说被广泛应用于原子和微观物理学
领域，如原子、核物理、分子物理和化学等。
量子物理学的基本假设
是物质本质上是由不可观察的量子粒子构成的，既是波又是粒子；实
验的影响会导致能级的变化；质点的性质和能级之间的关系称为波函数；量子力学的结果描述了质点的行为模式，而不是精确的历史记录；量子力学中没有绝对坐标系，运动只能用相对论的方法来描述。
量子力学五个假设
量子力学五个假设量子力学是研究物质世界微观粒子运动规律的物理学分支，其基本原理和假设是构成量子力学体系的基础。
以下是量子力学的五个假设：1.波函数假设波函数是量子力学中的基本概念，用于描述微观粒子的状态。
波函数假设认为，任意时刻微观粒子的状态都可以由一个波函数来描述。
这个波函数满足一定的波动方程，如薛定谔方程。
通过波函数，可以计算出微观粒子的各种性质，如位置、动量、能量等。
2.演化假设演化假设是指微观粒子随时间的演化规律。
根据量子力学的原理，微观粒子的演化是确定性的，也就是说，在给定初始条件下，微观粒子的未来状态是可以确定的。
演化假设还指出，微观粒子的演化过程满足时间反演对称性，即如果知道了一个粒子的初始状态和演化规律，那么就可以推断出该粒子过去的状态。
3.算符假设算符假设是量子力学中描述物理量的数学工具。
在经典物理学中，物理量通常是用数值来描述的，而在量子力学中，物理量被表示为算符。
算符具有一些特殊的性质，如厄米特算符、酉算符等。
通过算符，可以计算出微观粒子的各种物理量的数值。
4.对易关系假设对易关系假设是指在量子力学中，不同的物理量之间存在一定的对易关系。
这个假设表明，不同的物理量不能同时具有确定的值，即不确定性原理。
具体来说，如果两个物理量不对易，那么它们可以同时具有确定的值；如果两个物理量对易，那么它们不能同时具有确定的值。
对易关系假设是量子力学不同于经典物理学的另一个重要特征。
5.测量假设测量假设是指在量子力学中，测量会对被测系统的状态产生一定的干扰。
这个假设表明，在测量过程中，被测系统的波函数会塌缩到一个确定的状态。
塌缩过程是不可逆的，也就是说，一旦波函数塌缩，就不能再回到原来的状态。
测量假设是量子力学中最为神秘和争议的假设之一，因为它涉及到测量过程的本质和微观粒子的实在性问题。
总之，量子力学的五个假设构成了量子力学体系的基础。
通过这些假设，可以描述和解释微观粒子的运动规律和性质。
虽然这些假设有时会让人感到困惑和神秘，但它们是探索和理解宇宙微观世界的必要工具。
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4）量子力学诞生
1923 de Broglie 电子具有波动性
1926 - 27 Davisson, G.P.Thomson
电子衍射实验
1925
Heisenberg 矩阵力学
1926
Schroedinger 波动方程
1928
Dirac 相对论波动方程
5）量子力学的进一步发展 （应用、发展）
量子力学原子、分子、原子核、固体 量子电动力学(QED)电磁场 量子场论原子核和粒子 进一步认识的问题．．．．
1900年，M. Planck (Germany, 1858 – 1947)有机会看到黑体 辐射能量密度在红外波 段的精密测量结果。
他提出两个基本假设
(1)平衡辐射场由各种频率的电磁驻波组成
(2)电磁振荡的能量是某个最小能量单元的 整数倍，即
nh , n 1, 2,
其h中 称作一个能量子。由此得到Planck
( )d
2
c2
c1Td
对整个频率范围积分，得全波段的能量密度为
u(T ) ( )d
0
这显然是发散的,与实验尖锐矛盾,关键是高频范
围与实验不符，称之为“紫外灾难”。
由经典理论导出的公式都与实验结果 不符合！
物理学晴朗天空中的又一朵乌云!
3、 Planck假设（1900）
为了解决上述问题， 物理学家们真是费尽 心思。
7.如何学好量子力学
1) 自觉摆脱经典的束缚 注重实验事实
2) 处理好形象与抽象的关系
3) 对应关系 新理论是在原有的理论基础上发展起
来的，所以在极限情况下可以回到原有的 理论，但量子范围内的很多概念找不到经 典的对应，是一个全新的领域。
8.参考书
1）周世勋《量子力学教程》 高等教育出版社 2）孙婷雅《量子力学教程习题剖析》科学出版社 3）曾谨言《量子力学》 卷 I ，高等教育出版社 4）赵凯华《量子物理》高等教育出版社
4. 本课程的主要教学内容： 量子理论的基本概念 量子力学解决问题的基本思路和方法
5. 研究对象的特点： 1) 微观：对象线度小, 活动范围小 2) 粒子除了具有粒子性, 还具有明显的波动性 3) 粒子的能量, 角动量等物理量取值分立 完全脱离了经典物理的模式
6. 为何学习量子力学 1）继续学习的需要 2）近代物理学的支柱 3）现代自然科学的基础
如相对性原理和光速不变原理
②广义相对论 推广到一般参考系和包括 引力场在内的理论
标志相对论效应的特征量是光速C
2）物质世界的层次与量子力学 ①宏观、低速物体（>10-6m，布朗颗粒 ）
----牛顿力学 ②微观物体（原子尺度~10-10m=1Å ）
----量子力学 ③介观物体（分子团簇~10-7~10-9m ）
量子力学绪言及原子稳定性 Bohr 量子化假设
绪论
{
0.1 绪言
1.什么是量子力学 研究微观粒子（原子、分子、基本粒子
等）运动规律的科学
用STM所做的
“量子围栏” 48个铁原子排列 在铜表面 证明电子波动性 的直接证明
2. 量子力学与经典力学的关系 1）近代物理学的两大支柱 相对论和量子力学
相对论： ①狭义相对论：局限于惯性参考系的理论
----量子力学效应明显 纳米技术 ④标志量子效应的特征量 h~Planck常数 量纲=[能量]·[时间] =[动量]·[长度] =[角动量]
3. 量子力学发展的动力 1）十九世纪末经典物理学的成功 2）经典物理学上空所漂浮的两朵乌云
① “以太”问 题
② 物体的比热容
3）旧量子论的形成(冲破经典－ －量子假说) 1900 Planck 振子能量量子化 1905 Einstein 电磁辐射能量量子化 1913 N.Bohr 原子能量量子化
为啥研究黑体？ 1859年基耳霍夫证明：平衡态时黑体辐射只依赖
于物体的温度，与构成黑体的材料形状无关。 实验和理论均证明：在各种材料中，黑体的光谱
辐射度(单位时间内从物体单位表面发出的电磁波能 量)最大.
两个基本概念：
①平衡辐射场： 当空腔与内部的辐射场处于 平衡，即腔壁单位面积所发射出的能量 和它所吸收的能量相等时，此时腔内的 场称为平衡辐射场。
②电磁波能量密度 ( ) ： 单位体积,频率在
d 范围内的能量，用( )d 表示。
2、 Rayleigh-Jeans公式（1900，1905） 在热平衡态下的辐射场被认识以后，
人们想知道辐射能量密度与频率之间有什 么关系。
1896年,W. Wien (Germany, 1864 - 1928) 根据热力学理论再加上几个基本假设首先 得出了空腔辐射中的一个半经验公式，即
参考书的用法
会读 会做 会记
0.2 光的波粒二象性
一、黑体辐射与Planck能量子假设
体。Байду номын сангаас
1、 黑体： 在任何温度下能够全部吸收所有频率的外来电磁波的物
其理想模型是开有小孔的空腔（见下图）
维恩设计的黑体
---空腔上的小孔
近似黑体： 向远处观察打开的
窗子时看不见窗子里的 任何东西，可以近似地 认为是黑体。
( )d
8 2
c3
公式
h
h
d
e kT 1
Planck公式( )d 8 2
c3
h
h
d
e kT 1
它在全波段范围都与实验相符。而且
当
h
kT
1时,高频
8h
c3
3
e
h kT
d（Wien公式）
当
h
kT
1时,低频
8 2
c3
kTd
（R-J公式）
（见右图）
1900.12.14，在德国的世界物理年会上，Planck提出了谱的能量 分布，并发表在“Ann der Physik”上(4,553（1901）)，并获得1918 年诺贝尔物理学奖。
( )d c1 3ec2 /T d
但非常遗憾的是，上述公式在低频范围与 实验结果不符。
J. Rayleigh (UK, 1842 - 1919) 和 J. H. Jeans (UK, 1877 - 1946)把空腔内的辐射场看作光子气 体处理了这个问题（处理方法同热统中的电子 气），得到Rayleigh-Jeans公式：
Planck量子理论的重大意义： 首次提出了微观体系能量不连续的概念--量子理论诞生的标志。
﹟
二、光电效应和Einstein光量子假设
1、 光电效应： 光照射某些金属时能从表面释放出电子的效应；产生的电子
称为光电子。
光电效应是赫兹在1887年发现的；1896年汤姆逊发现了电子之后， 勒纳德证明了光电效应中发出的是电子。