量子力学论文(1)
量子力学论文
引言：
自1928 年，乔治·伽莫夫正确地用量子隧穿效应解释了原子核的阿尔法衰变以来，势垒隧穿效应广泛应用在各个领域，像电子的冷发射(cold emission)、半导体物理学、超导体物理学等等。快闪存储器的运作原理也牵涉到量子隧穿理论。另外一个重要应用领域是扫描隧道显微镜。
正文：
1.隧穿效应：
量子力学结课论文
从势垒隧穿到扫描隧道显微镜
王忠鹏 中国石油大学（华东） 理学院 材料物理1303班 1309050315
摘要：
本文首先介绍了势垒隧穿效应，也称量子隧穿效应，而后介绍由此效应研制出的扫描隧道显微镜的原理及发展历史等。
关键词：势垒隧穿 扫描隧道显微镜 原理 发展历史
在许多情况下，特别是在微观领域中，用势能函数来描述力的特性，要比用力的各个分量来描述更为简明、人们能够把特定形式的势能，同在自然界中观测到的特定形式的势能相互作用联系起来。大家知道，势能是状态的函数，在坐标和势能零点确定的情况下，物体的势能仅仅是位置的函数。在一维情况下，势能随坐标变化的曲线，称为一维势能曲线，如下图所示
在一维情况下，假设在保守力．厂( )的作用下，物体位置有了一个微小的增量dx，根据保守力做功与势能增量的关系可以得到，它表明，保守力指向势能下降的方向，其大小正比于势能曲线的斜率。
在仅有保守力作用的情况下，一维运动的质点机械能守恒，满足
量子力学论文
从波函数到薛定谔方程摘要：本文从波函数出发，阐述薛定谔的推导过程，并且根据哈特里福克方程，克莱因戈尔登方程完善薛定谔方程的泡利不相容原理，洛伦兹不变性。
关键词：波函数薛定谔方程哈特里福克方程克莱因戈尔登方程一．波函数：微观粒子的运动状态称为量子态，是用波函数来描述的，这个波函数所反映的微观粒子波动性，这个波函数所反映的微观粒子波动性，就是德布罗意波。
（量子力学的基本假设之一）并且，玻恩指出：德布罗意波或波函数不代表实际物理量的波动，而是描述粒子在空间的概率分布的概率波。
（1）推导过程：在波动学中，描述波动过程的数学函数都是空间、时间二元函数一列沿X轴正向传播的平面单色简谐波的波动方程，即：应用欧拉公式，可以推广到复数域：再通过德布罗意公式，可以得到自由粒子的波函数：（2）波函数性质1.自由粒子的能量和动量为常量，其波函数所描述的德布罗意波是平面波。
2.对于处在外场作用下运动的非自由粒子，其能量和动量不是常量，其波函数所描述的德布罗意波就不是平面波。
3.外场不同，粒子的运动状态及描述运动状态的波函数也不相同。
（3）波函数的统计假设设描述粒子运动状态的波函数为，则1.空间某处波的强度与在该处发现粒子的概率成正比；2.在该处单位体积内发现粒子的概率（概率密度）与的模的平方成正比。
（4）波函数统计意义的具备条件1.连续- 因概率不会在某处发生突变，故波函数必须处处连续；2.单值- 因任一体积元内出现的概率只有一种，故波函数一定是单值的；3.有限- 因概率不可能为无限大，故波函数必须是有限的；二．薛定谔方程：1.1925年德国物理学家薛定谔提出的非相对论性的量子力学基本方程,质量为m的粒子，在势能函数为的势场中运动，当其运动速度远小于光速时，它的波函数所满足的方程为：这就是薛定谔方程，它反映微观粒子运动状态随时间变化的力学规律，又称含时薛定谔方程。
其中，为哈密顿算符。
2.若粒子所在的势场只是空间函数，那么对应于一个可能态有一个能量值E，即可得到定态薛定谔方程：3.定态是指波函数具有的形式。
物理学 量子力学 大学期末论文
物理学量子力学大学期末论文摘要：本文旨在探讨量子力学的基本概念、原理及其在物理学领域的应用。
首先介绍了科学家们对量子力学的研究历程，然后深入解析了量子力学的核心理论和基本原理，包括波粒二象性、不确定性原理、波函数等。
接着，阐述了著名的量子力学实验和薛定谔方程的重要性，再详细讨论了量子力学在原子物理、固态物理以及信息科学等领域的应用。
最后，总结了量子力学的局限性，并对未来发展方向提出了展望。
1. 引言在近现代物理学的发展过程中，量子力学作为一门革命性的理论，在解释微观世界的物理现象方面起到了举足轻重的作用。
量子力学的基本原理和概念对于研究原子、分子、固体和核物理等领域具有重要意义，也在信息科学和计算机科学中发挥着日益重要的作用。
2. 量子力学的历史量子力学的历史可以追溯到20世纪初。
在此期间，诸多物理学家如普朗克、爱因斯坦、德布罗意等人都对量子力学的基础概念做出了重要贡献。
其中普朗克的能量量子化假设和爱因斯坦的光电效应等实验现象的解释为量子力学的发展奠定了基础。
3. 量子力学的基本原理量子力学具有波粒二象性，即微观粒子既具有粒子性又具有波动性。
不确定性原理指出，对于某些物理量的测量存在不确定性，即无法同时确定粒子的位置和动量。
此外，波函数是量子力学中的核心概念，它描述了粒子在空间中的行为。
4. 薛定谔方程薛定谔方程是量子力学中的重要方程，描述了波函数随时间的演化。
它为量子力学的定态和非定态问题提供了解决方法，并在粒子在势能场中的运动研究中具有广泛应用。
5. 量子力学的实验验证量子力学的实验验证对于验证理论的正确性和进一步发展起着关键作用。
例如，描写电子云模型的费曼双缝实验以及描述原子的量子力学实验等都为量子力学的发展提供了重要支持。
6. 量子力学的应用领域量子力学在原子物理、固态物理和信息科学等领域具有广泛的应用。
在原子物理中，量子力学被用来解释原子光谱现象，以及描述电子在原子轨道中的运动。
在固态物理中，通过量子力学可以研究电子在晶格中的行为，解释导电性和磁性等现象。
量子力学论文
量子力学论文集团标准化工作小组 #Q8QGGQT-GX8G08Q8-GNQGJ8-MHHGN#量子理论及技术的发展【摘要】本文简述了在量子力学的发展过程中所带动的激光、半导体、扫描隧道显微镜、量子信息等技术的形成及影响，并借此强调了基础理论对于技术发明的重要性。
【关键词】量子力学激光半导体扫描隧道显微镜量子信息回顾科技史，以量子论、相对论为代表的近代物理学掀起了以能源、材料、信息为代表的现代技术革命，其中量子理论在形成中便带动了相关技术群的出现并促进了自身研究的深入和拓展。
一、从“光量子假说”到激光技术１９００年，德国物理学家普朗克为了解决有关热辐射现象的“黑体辐射”难题，提出了“普朗克假设”，其“能量子”概念的提出标志着量子力学的诞生。
随后，爱因斯坦于１９０５年提出了“光量子假说”以解释“光电效应”，使人们对能量量子化的认识更深入了一步的认识。
１９１６年，爱因斯坦指出辐射有两种形式：自发辐射和受激辐射，从而为激光器的发明奠定了理论基础。
激光器在技术上的最终实现得益于二战后对与雷达相关的微波的深人研究。
其中标志性的工作有：１９３３年拉登伯格观测到了负色散现象；１９３９年法布里坎特指出辐射放大的必要条件是实现粒子数反转；１９４６年布洛赫观察到了粒子数反转的信号；１９５１年珀塞尔第一次在实验中实现了粒子数反转并观察到了受激辐射；１９５１年汤斯首次提出实现微波放大的可能性；１９５４年汤斯等人成功地制成了世界上第一台“辐射的受激发射微波放大”的装置（简称脉塞Ｍａｓｅｒ）；１９５８年汤斯和肖洛论证了把微波激射技术扩展到论的又一重大课题。
在量子力学建立前，特鲁特于１９００提出了经典的金属自由电子气体模型，定性的解释了金属的电导和热导行为，但得到的定量比热关系在低温时与实验偏离较大。
１９０７年爱因斯坦应用了量子假说，所得结果得到了能斯特的实验验证和大力宣传，使量子论开始被人们认识，从而打开了迅速发展的局面。
从１９１３年玻尔提出半经典的量子论原子模型到１９２８年狄拉克发表电子的相对红外区和可见光区的可能性。
量子力学作文
量子力学作文篇一量子力学哎呀呀，量子力学，这可真是个让人头疼又着迷的玩意儿啊！我第一次听到这个词的时候，就觉得哇，这是什么高科技啊，感觉好厉害的样子。
咱就说，量子力学里那些什么粒子啊、波啊，一会儿这样一会儿那样的，真的是让人捉摸不透。
就好像你觉得它是个粒子吧，它又能表现出波的特性，这不是玩儿我呢嘛！我觉得吧，这量子力学就像是个调皮的小孩子，你永远不知道它下一秒会搞出什么花样来。
我记得有一次上物理课，老师在讲量子力学，我听得云里雾里的，感觉自己的脑子都要变成浆糊了。
我当时就在想，这玩意儿到底和我有啥关系啊？难道我以后买菜还要用量子力学去算价格吗？但是后来我又想，也许了解了量子力学，我就能知道宇宙的奥秘了呢，那多酷啊！也许量子力学就是那把打开宇宙神秘大门的钥匙呢，谁知道呢！虽然我现在对它还不是很懂，但我就是对它有一种莫名的好奇。
说不定哪天我突然就开窍了，一下子就搞懂了呢。
嘿嘿，量子力学，你就等着我来征服你吧！篇二量子力学哇塞，量子力学啊，这可真是个玄之又玄的东西。
我有时候都怀疑，这是不是科学家们编出来忽悠我们的呀。
你想想看，什么量子纠缠，两个粒子相隔老远还能瞬间感应，这也太扯了吧！我就不信了，这比心电感应还厉害呢。
不过呢，又有那么多厉害的科学家都在研究这个，我又觉得可能真有其事。
哎呀，我这脑子都要被搞糊涂了。
我记得有一次看科幻电影，里面就提到了量子力学，那场面，老酷炫了。
什么穿越时空啊，瞬间移动啊，感觉好牛掰的样子。
我就在想，要是真的能用量子力学做到这些，那该多好玩儿啊。
也许以后我们出门都不用坐车了，直接用量子力学来个瞬移，“嗖”的一下就到目的地了，哈哈。
但这也只是我的幻想啦，现实中量子力学的应用好像还没那么夸张。
不过我觉得以后肯定会有更多神奇的事情发生的。
我就这么一说哈，也许我是错的呢，毕竟我对量子力学也只是个半吊子。
但这又有什么关系呢，我就是喜欢瞎想，量子力学，你就继续神秘下去吧，我倒要看看你能搞出什么花样来！篇三量子力学嘿，量子力学啊，这玩意儿真的是让我又爱又恨。
量子力学论文(1)
资料范本本资料为word版本，可以直接编辑和打印，感谢您的下载量子力学论文(1)地点：__________________时间：__________________说明：本资料适用于约定双方经过谈判，协商而共同承认，共同遵守的责任与义务，仅供参考，文档可直接下载或修改，不需要的部分可直接删除，使用时请详细阅读内容量子力学和物质波量子力学是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。
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——这看似矛盾的性质被统一于物质波的概念中。
虽然我们对量子力学仍有疑问，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，从它的假设入手。
我想，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。
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。
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。
量子力学作文
量子力学作文篇一《量子力学就在生活中》量子力学听起来特别高深莫测，像是那种只存在于超级科学家的实验室里或者厚厚的学术著作里的东西。
但其实啊，它就偷偷藏在咱们的日常生活里呢，就像一个调皮的小精灵，时不时出来露个脸。
我就有这么一次奇特的经历。
有天晚上我在我家的小院子里看星星，手里拿着个激光笔，就那种能射出一道细细光线的小玩意儿。
我就朝着天上黑咕隆咚的地方瞎比划，想看看这光线能照多远。
这时候啊，就突然想到了量子力学里说的光的一些特性。
咱们平常看到的这一束光啊，按量子力学的说法它有粒子性。
就好像那光是由一个个小小的光粒子组成的，这要是在平时我可理解不了，但是那时候拿着激光笔，就似乎能模模糊糊感觉到那些小粒子在我手里的笔里，然后冲到天上去。
我对着星星照啊照的，那些光粒子好像在跟天上的星星打着招呼。
而且那光线不是笔直的嘛，就感觉那些粒子排着整齐的队伍向前冲，谁也不挤谁，规规矩矩的。
我就这么在院子里玩了好一会儿，越想越觉得神奇。
量子力学啊，甭管多复杂，就像这个激光笔发出的光线一样，能实实在在的让我看到一点影子。
虽然我这理解肯定不完全对，可能科学家看到我这想法都得笑掉大牙，但是对我来说啊，通过这个小小的激光笔的光，算和量子力学有点搭上边了。
生活中有这么多像这样看似平常但是又藏着量子力学奥秘的事儿，只要咱愿意去想，就像挖掘宝藏一样有趣呢。
篇二《量子力学与我家的猫》我家有只猫，那家伙整天懒洋洋的，除了吃就是睡。
可就这么一只平常的猫，居然也能让我跟量子力学搭上点关系。
有一天我正坐在沙发上，这猫就窝在我脚边，睡得那叫一个香。
我就盯着它看，它的毛在阳光下有一点淡淡的金色。
突然我就想起量子力学里说的叠加态这个怪东西。
在量子世界里啊，一个东西可以同时处于多种状态，就像这猫，我看的时候它是睡着的，可要是按量子力学那种奇怪的思维来想，它可能同时又处于一个什么别的状态，比如说在梦里奔跑抓老鼠之类的。
虽然这听起来特别荒诞，但是我自己却越想越好玩。
量子力学论文
量子力学与经典力学异同之我见摘要：1.方法与任务经典力学的任务大致可以分为三类：（1）初值问题：给定系统初始时刻的状态，即每一个质点的坐标及速度，给定每一个质点的手里函数Fi（t），描写体系未来的状态（位置和速度）。
（2）定态问题：给定体系的受力条件，描写体系最后达到的平衡条件（质点或刚体的位置）。
（3）逆向问题：已知系统中质点的运动规律反推质点（或由无数质点组成的物体）的受力信息。
例如在汽车设计中，需要根据时速确定轮胎所受的离心力，从而设计所用的材料的强度。
量子力学作为力学也履行经典力学的三个任务。
所不同的是,面对初值问题确定系统的初试波函数时，很难用仪器直接测量。
通常将能量最低的本征态视为初态，其依据是量子体系特别是由少数粒子组成的体系容易达到统计力学平衡状态，这时系统处于最低能态的几率最大。
处理定态问题时由于量子力学引入了力学量算符，导致体系的力学量通常只能取一些分立值，即出现不连续的量子化现象。
量子力学将力学的第三个任务处理为散射问题，即由碰撞后粒子的运动状态确定碰撞过程中的作用力形式。
量子力学在履行上述任务时首先根据经典力学关于质点的哈密顿量写出相应的算符，由此确定体统的波函数Ψ(t)随时间的演化，而波函数模平方∣Ψ(t)∣²代表质点在空间某点出现的概率密度。
在这种意义上，可以说量子力学描写的东西仍然是质点在微观层次的运动状态，这是与经典力学相同的。
所不同的是，经典力学所给出的描写是唯一确定的，而量子力学通常只给出各种时间出现的概率，即便是任意时刻的波函数Ψ(t)已被完全确定。
2.自由电子如何飞翔与人们日常生活最密切相关的基本粒子是电子。
我们所感受到的各种物体的颜色、体积、软硬程度，都由电子运动状态决定；有关电视电脑等各种电器以及大量测量仪器的设计，其主要处理的物理对象也是电子。
如下图所示，电子枪将一个电子以速度v 射入真空室。
设电子进入真空室时的位置矢量为零，试问经历时间t 后，电子空间位置如何？R (t)=v*t按照速度的定义其测定必须观测粒子在给定时间间隔△t 内所经过的空间距离△s ，由此得到在△s 内的平均速度V=△s ∕△t 。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
量子力学和物质波
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。
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——这看似矛盾的性质被统一于物质波的概念中。
虽然我们对量子力学仍有疑问，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，从它的假设入手。
我想，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。
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。
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。
”
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。
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
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。
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。
波函数，确定力学量的取值情况
(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。
(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。
(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。
(4)经典物理学关心的力学量的取值情况可以根据基本假定三和四，由波函数ψ（r，t）确定下来；波函数对粒子提供完备描述（量子力学的数学任务二）。
可见量子力学的框架就是围绕粒子的波动性（波函数）来完成的。
从德布罗意提出物质波概念到薛定谔写出物质波遵循的波动方程，再到狄拉克把波动方程同狭义相对论结合写出相对论量子力学后，量子力学的数学结构就完成了。
到1926年薛定谔的波动力学完成，量子力学的数学结构就比较完善了，但是量子力学是关于什么的科学，它所描述的微观实物粒子的物质波是什么，它的含义是什么，还没有系统的给出描述。
其实量子力学的含义就是给物质波一个物理解释。
物质波显然不是像薛定谔说的那样是简单的实物波包，因为那样的波泡不稳定，不能存在于自然界。
其实物质波（波函数）的物理意义从它诞生以来就还没有给出令人信服的解释。
当然有一个解释是被大多数人接受的，它就是哥本哈根解释。
值得注意的是，大部分人接受哥本哈根解释并不是因为它的合理性，而是因为没有比它更能让人接受的解释。
1965年，期约翰•S•贝尔在定域性隐参量理论的基础上，提出了一个著名的关系——贝尔不等式:
｜P（a，b）-P（a，c）｜≤1+P（b，c） (3)
其中P（a，b），P（a，c）和P（b，c）分别表示：在a和b方向，a和c方向，b和c方向上分别测量粒子A和B的自旋投影的乘积AaBb、AaBc、AbBc的平均值——证明如果存在隐变量，那么实验观察到的概率应该在一个特定的界限之下。
于是有可能对隐参量理论进行实际的实验检验，从而判断哥本哈根学派对量子力学的解释是否正确。
最著名的是1982年艾思贝克特的实验，它的结果不仅仅违背了贝尔定理，与量子理论非常一致，而且说明任何定域的隐变量理论都是值得怀疑的！但是我们不能说量子力学就是终极真理，它仍然必须接受新的实验的检验。
20世纪初建立的量子力学是对经典物理学的革命性突破，其中最重要也是最难理解的概念是物质波，它贯穿于整个量子力学。
它不但使我们对于物质的性质有了崭新的认识，而且未来更新的认识也许需要从对它的物理解释入手找到突破。
通过分析，我们看到物质波概念在量子力学中决定性的地位，可以说，物质波的存在一定意义上决定了量子力学的产生和发展！弄清它们之间的关系，对于我们更好的学习、理解、运用量子力学会有很大的帮助；对于我们日后发展新的理论也会有很好的启示。