量子史話.

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量子史話

Lord Kalvin(1900) 『在熱和光動力理論上空的19世紀烏雲』 《科學這艘船。在戰勝大量的『水下暗礁』和『猛烈風暴』之後,終於駛進了寧靜的海灣,所有最重要的問題都已得到解決,剩下的只是更詳細地解釋一些細節,以及反覆審核局部問題了。》 牛頓力學 : 海王星的發現; 馬克士威爾 :電磁波

1、Planck(1900):黑體輻射(black body radiation) Wien(1894):高頻部份合適 Rayleigh(1900):低頻部份合適

Planck公式:E=nhν Planck常數:h=6.626x10 J‧s [能量]x[時間] =[動量]x[長度]

2、Einstein (1905): 光電效應 光子(photon):光的粒子說 E=hν

3、Rutherford(1911):原子模型 Thomson:葡萄乾布丁模型 Rutherford:太陽系原子模型 α-質點散射實驗 穩定性問題

1885年,Balmer發現 1890年,Rydberg發現 為雷德堡常數(Rydberg constant) λm = 364.56 m2 /(m2 - 4) 1890年,Rydberg發現 為雷德堡常數(Rydberg constant)

4、Bohr(1915):氫原子模型 L= nh / 2π 氫原子能量: 即電子在庫倫力的作用下,以圓形軌道繞著原子核做運動,其角動量L為 能階躍遷: hν=Em-En 愛因斯坦:「物理中最高的音樂性。」 ( 希臘的「世界和諧」觀。)

放棄軌道概念,建立一個與古典力學相似,但是只有可觀察量(如光譜線頻率及強度)之間係的量子力學。 7、Heisenberg(1925):矩陣力學 放棄軌道概念,建立一個與古典力學相似,但是只有可觀察量(如光譜線頻率及強度)之間係的量子力學。 q (位置) , p(動量) : Operator [q ,p]=qp -pq =iħ Born , Jordan Dirac

5、DeBroglie(1924):物質波 電子electron : λ = h/p E=hν 晶體對電子的衍射實驗: 美國大衛生(Clinton J. Davidson, 1881-1958) 英國小湯生(George P. Thomson, 1892-1975, 發現電子的J.J. Thomson 之子) 波爾的「穩定狀態」是物質波的(環狀的) 「駐波」

6、Schrodinger:(1925) 波動力學 波動方程式 -(ħ2/2m)▽2ψ + V ψ= iħ∂ψ/∂t p2/2m+ V = E E→ iħ∂/∂t p →-iħ▽ 穩定狀態 躍遷時間 簡諧運動的能階: E=(n+ 1/2)hν 氫原子能階

Born(1926):或然率解釋 ∣ψ(x)∣2 Heisenberg不確定關係(1927) ∆px∆x≥ħ/2 哥本哈根觀點: 一、概率解釋:古典因果關係的破壞 二、測不準原理:純粹客觀世界的不存在 三、互補原理:對象的表現形態取決於觀察方法 波、粒二象性

元素週期表: Pauli:不相容原理 Kronig, Uhlenbeck & Goudsmit : 自旋(spin)

10、大爭辯: Schrodinger:「我但願當初沒有寫下那個式子。」 Einstein:「上帝不會擲骰子。」 Bohr:「愛因斯坦,你少對上帝發號施令。」 雙狹縫實驗 愛因斯坦光盒

几乎可以肯定,世界上没有第二张照片,能像这张一样,在一幅画面内集中了如此之多的、水平如此之高的人类精英。

11、EPR(1935) 愛因斯坦(A.Einstein) 波多尔斯基(Boris Podolsky) 罗森(Nathan Rosen)。 《量子力學對物理實在的描述可能是完備的嗎?》 Bell 不等式

參考書: 殷正坤:量子歷程 台灣高等教育出版社 castor_v_pollux :量子力學史話 http://book.sina.com.cn/nzt/liangzishihua/index.shtml