从量子论到量子力学
量子力学的发展简史
量子力学的发展简史量子力学是在旧量子论的基础上发展起来的。
旧量子论包括普朗克的量子假说、爱因斯坦的光量子理论和玻尔的原子理论。
1900年，普朗克提出辐射量子假说，假定电磁场和物质交换能量是以间断的形式(能量子)实现的，能量子的大小同辐射频率成正比，比例常数称为普朗克常数，从而得出黑体辐射能量分布公式，成功地解释了黑体辐射现象。
1905年，爱因斯坦引进光量子(光子)的概念，并给出了光子的能量、动量与辐射的频率和波长的关系，成功地解释了光电效应。
其后，他又提出固体的振动能量也是量子化的，从而解释了低温下固体比热问题。
1913年，玻尔在卢瑟福原有核原子模型的基础上建立起原子的量子理论。
按照这个理论，原子中的电子只能在分立的轨道上运动，在轨道上运动时候电子既不吸收能量，也不放出能量。
原子具有确定的能量，它所处的这种状态叫“定态”，而且原子只有从一个定态到另一个定态，才能吸收或辐射能量。
这个理论虽然有许多成功之处，但对于进一步解释实验现象还有许多困难。
在人们认识到光具有波动和微粒的二象性之后，为了解释一些经典理论无法解释的现象，法国物理学家德布罗意于1923年提出了物质波这一概念。
认为一切微观粒子均伴随着一个波，这就是所谓的德布罗意波。
德布罗意的物质波方程：E=ħω，p=h/λ，其中ħ＝h/2π，可以由E=p²/2m 得到λ＝√(h²/2mE)。
由于微观粒子具有波粒二象性，微观粒子所遵循的运动规律就不同于宏观物体的运动规律，描述微观粒子运动规律的量子力学也就不同于描述宏观物体运动规律的经典力学。
当粒子的大小由微观过渡到宏观时，它所遵循的规律也由量子力学过渡到经典力学。
量子力学与经典力学的差别首先表现在对粒子的状态和力学量的描述及其变化规律上。
在量子力学中，粒子的状态用波函数描述，它是坐标和时间的复函数。
为了描写微观粒子状态随时间变化的规律，就需要找出波函数所满足的运动方程。
量子力学史简介
近代物理学史论文题目：量子力学发展脉络及代表人物简介姓名：学号：学院：2016年12月27量子力学发展脉络量子力学是研究微观粒子运动的基本理论，它和相对论构成近代物理学的两大支柱。
可以毫不犹豫的说没有量子力学和相对论的提出就没有人类的现代物质文明。
而在原子尺度上的基本物理问题只有在量子力学的基础上才能有合理地解释。
可以说没有哪一门现代物理分支能离开量子力学比如固体物理、原子核粒子物理、量子化学低温物理等。
尽管量子力学在当前有着相当广阔的应用前景，甚至对当前科技的进步起着决定性的作用，但是量子力学的建立过程及在其建立过程中起重要作用的人物除了业内人对于普通得人却鲜为人知。
本文主要简单介绍下量子力学建立的两条路径及其之间的关系及后续的发展，与此同时还简单介绍了在量子力学建立过程中起到关键作用的人物及其贡献。
通过本文的简单介绍使普通人对量子力学有个简单认识同时缅怀哪些对量子力学建立其关键作用的科学家。
旧量子理论量子力学是在旧量子论的基础上发展起来的旧量子论包括普朗克量子假说、爱因斯坦光电效应光电子假说和波尔的原子理论。
在19世纪末，物理学家存在一种乐观情绪，他们认为当时建立的力学体系、统计物理、电动力学已经相当完善，而剩下的部分不过是提高重要物理学常数的观测精度。
然而在物理的不断发展中有些科学家却发现其中存在的一些难以解释的问题，比如涉及电动力学的以太以及观测到的物体比热总小于能均分给出的值。
对黑体辐射研究的过程中，维恩由热力学普遍规律及经验参数给出维恩公式，但随后的研究表明维恩公式只在短波波段和实验符合的很好，而在长波波段和实验有很大的出入。
随后瑞利和金森根据经典电动力学给出瑞利金森公式，而该公式只在长波波段和实验符合的很好，而在短波波段会导致紫外光灾。
普朗克在解决黑体辐射问题时提出了一个全新的公式普朗克公式，普朗克公式和实验数据符合的很好并且数学形式也非常简单，在此基础上他深入探索这背后的物理本质。
量子力学史话
量子力学史话-----------------------百度百科：关于量子力学量子力学(Quantum Mechanics)是研究微观粒子的运动规律的物理学分支学科，它主要研究原子、分子、凝聚态物质，以及原子核和基本粒子的结构、性质的基础理论，它与相对论一起构成了现代物理学的理论基础。
量子力学不仅是近代物理学的基础理论之一，而且在化学等有关学科和许多近代技术中也得到了广泛的应用。
有人引用量子力学中的随机性支持自由意志说，但是第一，这种微观尺度上的随机性和通常意义下的宏观的自由意志之间仍然有着难以逾越的距离；第二，这种随机性是否不可约简(irreducible)还难以证明，因为人们在微观尺度上的观察能力仍然有限。
自然界是否真有随机性还是一个悬而未决的问题。
对这个鸿沟起决定作用的就是普朗克常数。
统计学中的许多随机事件的例子，严格说来实为决定性的。
量子力学的发展简史量子力学是在旧量子论的基础上发展起来的。
旧量子论包括普朗克的量子假说、爱因斯坦的光量子理论和玻尔的原子理论。
1900年，普朗克提出辐射量子假说，假定电磁场和物质交换能量是以间断的形式(能量子)实现的，能量子的大小同辐射频率成正比，比例常数称为普朗克常数，从而得出黑体辐射能量分布公式，成功地解释了黑体辐射现象。
1905年，爱因斯坦引进光量子(光子)的概念，并给出了光子的能量、动量与辐射的频率和波长的关系，成功地解释了光电效应。
其后，他又提出固体的振动能量也是量子化的，从而解释了低温下固体比热问题。
1913年，玻尔在卢瑟福有核原子模型的基础上建立起原子的量子理论。
按照这个理论，原子中的电子只能在分立的轨道上运动，在轨道上运动时候电子既不吸收能量，也不放出能量。
原子具有确定的能量，它所处的这种状态叫“定态”，而且原子只有从一个定态到另一个定态，才能吸收或辐射能量。
这个理论虽然有许多成功之处，但对于进一步解释实验现象还有许多困难。
在人们认识到光具有波动和微粒的二象性之后，为了解释一些经典理论无法解释的现象，法国物理学家德布罗意于1923年提出了物质波这一概念。
量子力学发展简史优秀文档
哈斯是奥地利的一位年表物理学家，他在研究黑体辐射时很早就 注意到了量子论。汤姆生专门讨论原子结构的书《电与物质》和 维恩的文章促使他运用量子公式来阐述原子结构，这是将量子假 说运用于原子结构的最初尝试。 丹麦人玻尔坚信卢瑟福的有核原 子模型学说，为了证实其正确性，玻尔利用量子假说来解决原子 的稳定性问题。要描述原子现象，就必须对经典概念进行一番彻 底的改造，因为一致公认的经典电动力学并不适于描述原子规模 的系统行为。1913年，玻尔在他的第二篇论文中以角动量量子化 条件作为出发点来处理氢原子的状态问题，得到能量、角频率和 轨道半径的量子方程。可见，玻尔的对应原理思想早在1913就有 了萌芽，并成功地应用于原子模型理论。玻尔的原子理论完满地 解释了氢光谱的巴耳末公式；从他的理论推算，各基本常数如e、 m、h和R（里德伯常数）之间取得了定量的协调。他阐明了光谱 的发射和吸收，并且成功地解释了元素的周期表，使量子理论取 得了重大的进展。
从力学的普遍理论直接推出新的辐射定律。最 爱因斯坦发表的关于量子统计理论的论文中提到了德布罗意的物质波假说，这引起了薛定谔的注意，使他萌发了用新的观点研究原子
结论的想法。
后只好用玻尔兹曼的统计方法来试一试。他根 爱因斯坦最早明确地认识到，普朗克的发现标志了物理学的新纪元.
普朗克在黑体辐射的维恩公式和瑞利公式之间寻求协调统一，找到了与实际结果符合极好的内插公式，迫使他致力于从理论上推导这 一新定律。
据黑体辐射的测量数据计算出普适常数，后来 哈斯是奥地利的一位年表物理学家，他在研究黑体辐射时很早就注意到了量子论。
哈斯是奥地利的一位年表物理学家，他在研究黑体辐射时很早就注意到了量子论。
人们称这个常数为普朗克常数，也就是普朗克 这样，海森伯就不再需要电子轨道等经典概念代之以频率和振幅的二维数集。 所谓的“作用量子”，而把能量元称为能量子。
量子理论的诞生和发展—从量子论到量子力学
量子理论的诞生和发展从量子论到量子力学
发展历程
量子理论的起源可以追溯到20世纪初，当时科学家们开始研究电子、光子等 微观粒子的性质。在经典物理学中，这些微观粒子被视为连续的波动，但随着实 验技术的发展，人们发现微观粒子的行为越来越像粒子，具有不连续性和不可预 测性。这促使了量子论的诞生。
1900年，普朗克提出了著名的普朗克公式，成功解释了黑体辐射实验数据， 标志着量子论的开端。之后，爱因斯坦、玻尔、德布罗意等人不断完善和拓展量 子理论，提出了光子概念、波粒二象性、不确定性原理等重要观点。到了20世纪 30年代，海森堡、薛定谔等人建立了量子力学，实现了对微观世界的更准确描述。
量子力学的பைடு நூலகம்立与科技创新的评价体系：纪念普朗克创立量子论100周年
在21世纪的开端，我们迎来了物理学的一个重要里程碑——量子力学诞生 100周年。自普朗克于1900年提出量子这一概念以来，量子力学的发展改变了我 们对自然世界的理解，并引领了无数科技创新。本次演示将回顾量子力学的建立 过程，探讨科技创新评价体系，并展望量子力学的未来发展。
一、量子力学的建立
20世纪初，随着普朗克、爱因斯坦、玻尔等众多科学家的努力，量子力学逐 渐建立起来。这一理论突破了经典物理学的限制，为我们揭示了一个全新的微观 世界。
量子力学的基本原理包括不确定性原理、量子态叠加原理以及量子纠缠等。 这些概念在物理学、化学、医学等领域有着广泛的应用。例如，量子计算机的研 制和量子通信技术的发展，都离不开对量子力学基本原理的深入理解和研究。
量子理论的应用范围广泛，它在各个领域都发挥了不可或缺的作用。在物理 学中，量子理论不仅成功解释了许多经典理论无法解释的现象，还为新材料的研 发和精密测量提供了理论基础。在化学领域，量子理论帮助研究者们更好地理解 分子的结构和性质，为材料的设计和合成提供了指导。在生物学中，量子理论为 研究细胞代谢、光合作用等复杂系统提供了新的视角和方法。
量子场论与相对论量子力学的关系
量子场论与相对论量子力学的关系量子场论与相对论量子力学是现代物理学中两个重要的理论。
它们都是20世纪的理论成果，对我们对于自然界的理解有着深远的影响。
虽然它们都是量子力学的分支，但却从不同的角度探索和描述了自然界的基本规律。
首先，让我们来了解一下相对论量子力学。
相对论量子力学结合了相对论和量子力学的原理，提供了对微观粒子行为的更准确的描述。
它的基础是爱因斯坦的狭义相对论，即描述高速物体运动的理论。
然而，在狭义相对论中，量子力学的原则并未被纳入考虑。
因此，相对论量子力学试图将狭义相对论和量子力学结合起来，以便在高速场景下解释微观粒子的行为。
相对论量子力学的一个重要概念是相对论性量子场论。
它是描述粒子和场之间相互作用的理论框架。
在相对论性量子场论中，物质和力量的相互作用通过粒子、场和相互作用之间的复杂关系得以解释。
这个理论的核心概念是量子场，它描述了粒子在空间中的分布和它们的运动。
相对论性量子场论不仅能够解释粒子的相互作用，还能够解释它们在空间中的变化。
与相对论量子力学相对应的是量子场论。
量子场论是一种描述自然界的基本力和粒子相互作用的理论。
它是由量子力学和场论相结合而成的一种统一的理论框架。
量子场论认为粒子是通过场的激发而产生的，并且这些场与空间中的每一点有关。
量子场论成功地解释了自然界的一些基本力和粒子相互作用，如强相互作用、电磁相互作用和弱相互作用。
虽然量子场论和相对论量子力学都是量子力学的扩展，但它们对于物理学的意义和应用是不同的。
相对论量子力学主要适用于高速运动的粒子场景，并提供了涉及高速粒子碰撞和加速实验的预测。
而量子场论适用于描述粒子的产生与湮灭，以及它们在空间中传播和相互作用的过程。
相对论量子力学和量子场论的关系可以从它们的基本原理和数学形式上进行比较。
相对论量子力学基于狭义相对论的基本原理，采用四维时空观念，并使用洛伦兹变换来描述质量和能量的变换。
而量子场论则使用场算符和费曼图等数学形式，描述粒子与场的相互作用。
从量子论到量子力学
哥本哈根解释的几个主要论点 及其相反的意见
1 波粒二象性 2 测不准原理 3 互补原理
讨论
微观世界的因果性 经典物理学的概念在量子力学中的意义
谢谢大家！
微观世界的ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ果性
没有严格意义上的因果性。宇宙作为一个整体按照自 身的规律发展，没有任何外来的原因。宇宙内部各种 因素是普遍联系，相互作用的。不能想象从原因到结 果的过程中不受其他因素的影响。因此，因果律只是 一种近似的概率统计的结果。在宏观世界中，原本无 限多，无限小的变量会表现为有限多个的、近似的、 比较大的变量和无限多、无限小的变量的和。因果律 就是这有限多个的、近似的、比较大的变量之间的关 系。因为相对比较大的变量，可以忽略那些无限小的 变量，从而得到比较精确的结果。微观世界中情况就 不一样了。相对的比较大的变量本身就不突出，再和 宏观的测量仪器相比较，会导致什么有的观测结果呢？ 因果性的概率将大大降低。
爱因斯坦提出光量子假说
爱因斯坦在1905年3月写的《关于光的产 生和转化的一个推测性观点》中指出， 光是由能量子组成的。他把这种能量子 称为“光量子”。每个光子的动量为:
P=h/λ 其中，P是光子的动量， h是普朗克常数， λ
是光波的波长。
验证光量子假说的三个经验事实
一：光电效应 1902年赫兹用各种频率的光照射钠汞合金时发现，只有 频率高于一定下限的光才能放逐出电子，电子的速率只与光 的频率有关，而与光的强度无关。对于这种现象，麦克思韦 理论根本无法解释。爱因斯坦却用光量子理论轻而易举地给 予了完美的说明。并给出了爱因斯坦光电效应方程式。
当外来干扰的强度超过一定限度时原子的量子效应的个性将完全消失从而时原子显示出经典连续性的特量子力学的创立量子力学的创立德布罗意提出物质波假说海森堡创立矩阵力学薛定谔创立波动力学德布罗意提出物质波假说德布罗意提出物质波假说1923年德布罗意提出电子内部有一种振动其频率由它的静止质量决定
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维恩公式（1896年）在频率高，温度低时与试
德国物理学家普朗克（1859－1974）长期从事热力学 的研究工作。1894年他开始研究黑体辐射问题。1900年10 月19 日普朗克在德国物理学会上宣读了《维恩辐射定律的 改进》首次公布了他的新的辐射公式。这个新的公式是用 内插法建立的，它在高频部分与维恩定律符合，在低频部 分则与瑞利定律一致，从而解决了“紫外灾难”问题。 当时普朗克的公式只是根据试验数据凑出来的半经验 定律，得不到合理的理论解释。普朗克决定寻找这个公式 真正的物理意义。经过两个月的紧张工作，普朗克终于发 现，必须放弃经典的能量均分原理，并提出一个革命的大 胆的假设，才能对其作出合理的解释。 1900年12月14日普朗克向德国物理学会宣读了一篇题 为《关于正常光谱的能量分布定律的理论》后人把这一天 称为量子论的诞生日。
1918年为了克服自己提出的原子结构中的矛盾， 玻尔提出了 著名 的“对应原理”。他 认为原子保 持量子状 态的个 性和稳定性 具有一定的限度，只 有当外来干扰的强 度不足以 把原 子激发到较高量 子态时，原 子才显 示出量 子的特征。当外来干扰 的强度超过一定限 度 时，原子的 量子效应的个性 将完全消失，从而时原子显示出 经典连续性的特 征。
从量子论到量子力学
文研3班
陈斌惠
什么是量子力学
量子力学是描述微观世界结构、运动与变 化规律的物理科学。1925年，德国物理学家海 森伯和玻尔，建立了量子理论第一个数学描 述———矩阵力学。1926年，奥地利科学家提 出了描述物质波连续时空演化的偏微分方程— ——薛定愕方程，给出了量子论的另一个数学 描述——波动力学。后来，物理学家把二者将 矩阵力学与波动力学统一起来，统称量子力学。
普朗克报告后，他的黑体辐射公式受到欢迎， 但他的量子假说却遭到了冷遇。普朗克本人也想从 经典物理学理论中寻找对新公式的解释。他还认为 爱因斯坦的光量子假说是在思辩中迷失了方向。普 朗克一再后退，1914年甚至认为振子的吸收和发射 都是连续的。直到1915年他才认识到量子论的伟大 意义。 普朗克提出的能量子概念是近代物理学中最重 要的概念之一。他第一次把能量不连续的思想引入 物理学，使经典物理学碰到的许多疑难问题都迎刃 而解。在量子概念的引导下，微观物理学迅速发展 为20世纪物理学的主流。
爱因斯坦提出光量子假说
爱因斯坦在1905年3月写的《关于光的产 生和转化的一个推测性观点》中指出， 光是由能量子组成的。他把这种能量子 称为“光量子”。每个光子的动量为:
P=h/λ 其中，P是光子的动量， h是普朗克常数， λ
是光波的波长。
验证光量子假说的三个经验事实
一：光电效应 1902年赫兹用各种频率的光照射钠汞合金时发现，只有 频率高于一定下限的光才能放逐出电子，电子的速率只与光 的频率有关，而与光的强度无关。对于这种现象，麦克思韦 理论根本无法解释。爱因斯坦却用光量子理论轻而易举地给 予了完美的说明。并给出了爱因斯坦光电效应方程式。
第三: 跃迁的观念
电子从具有较高能量Em轨道跃迁到较低能量轨道En时就发出频 率为V的光辐射，并且满足下述的关系式:
Em—En =hv
玻尔的原子结构理论突破了经典理论的旧框框， 是通向新理论的重要台阶。玻尔的理 论并没有从 根本上抛弃经典理论，他仍把微 观粒子当作经典 力学的 质点，运用了经典力学的轨道概念，是经 典理论和量子理论的混合物。
玻尔的原子结构假说
1911年卢瑟福通过a粒子散射试验提出了 原子的有核模型。
1913年玻尔《论原子和分子的组成》
第一：定态轨道的概念
假设原子里有一些具有分立能量值的电子轨道是稳定的，不需要从经典 物理学对他们的稳定性作出解释。
第二：量子条件
定态的一系列分立能量值即“能级”是由“量子条件”决定的。这一条 件中引入了普朗克的作用量子 h。
½ mv² =hv-w
爱因斯坦认为对于统计现象光表现为波动，对于瞬时的 涨落现象光表现为粒子。人类在认识自然的历史上第一次揭 示了微观客体波动性和粒子性的对立统一。
第二：比热问题 爱因斯坦把能量不连续的思想运用于固体中原子的振动 问题上，成功地论证了当温度趋近于绝对零度时，所有固体的 比热都应当趋近于零。德国物理学家能斯特（1886－1941)以 非常精密的试验测量，证实了爱因斯坦论断的正确性。 第三康普顿效应 1923年康普顿研究X射线在金属中的散射问题时发现 在散射光中除了与入射光波长相同的光线外，还有波长大于入 射光的射线。并且出射方向也有所偏离。康普顿认为这是由于 X射线的光子与电子碰撞产生的。并用光量子理论计算了散射 波长与散射角之间的关系，记算结果与试验值完全一致。康普 顿效应被物理学家公认为光量子存在的确凿证据。
参考书目
《科学技术史》 王玉仓著 中国人民大学出版社 1993年 《一代神话－－哥本哈根学派》关洪著 武汉出版社 2002年
量子概念德提出与发展
一：普朗克提出能量子假设。 二：爱因斯坦提出光量子假说。
普朗克提出能量子假设。
量子论是由研究黑体辐射问题引起的。
验事实相符。瑞利－金斯公式（1900 年）则正 好相反。因为后者在高频紫外范围内与试验差 距甚大。且随着频率的增加，能量密度也单调 地增加，以至于趋向无穷，即在频率较高地紫 外一端发散。这一结果是荒唐的。经典物理学 无法解释这一现象，称之为“紫外灾难。
P=h/λ E=hv
德布罗意预言了电子波的衍射。1927年先 后在几个国家的实验室里得到了验证。 需要指出的是，按照德布罗意德原意，并 不是说电子既是微粒也是波动，而是既有电子 又有伴随电子的波动。这种用来传递信息的波 动本身只占微小份额的能量，它的功用引导集 中携带着能量的电子的前进。几年之后，德布 罗意随大流承认了那种“波动－微粒二象性”。
量子力学的创立
德布罗意提出物质波假说 海森堡创立矩阵力学 薛定谔创立波动力学
德布罗意提出物质波假说
1923年德布罗意提出电子内部有一种振动，其 频率由它的静止质量决定；与此同时，空间中 必定有一种波动伴随着电子的两者之间存在着 相位上的一致性，他把这种与电子并驾齐驱的 波动称为“相位波”，并且进行了一种相对论 和量子论相结合的推导，由此计算出这种波动 的波长满足以下公式: