1、文檔編碼 : CJ7Y9R8N4A9 HM4Y10S2U2D10 ZB10D3S10L7M4. 學習量子力學選講心得體會 量子力學是一門很高深的學科,對于我們物理專業的人而言, 這是一門會讓人越學頭腦更加熱的學科, 然而它也是很有意思的一門 學科,能說明很多我們不能用經典力學解決的問題； 量子力學是 20 世紀初期物理學家們在克服經典物理學所 遇到的一系列困難的過程中,于 1900-1925 年期間逐步建立起來的 一門革命性的理論, 它與同時期所建立的相對論一起成為現代物理學 的兩大支柱,量子力學的建立促進了其后一個世紀物理學的飛速發 展,而且也推動化學,生物學,醫學和天文學等自然學科的進展,

2、并 引發了一起新的技術革命,使人類由電氣時代進入了全新的信息時 代；量子理論是科學史上能最精確地被試驗檢驗的理論, 因而是科學 史上最勝利的理論； 量子力學的進展,使得以往使用的物理概念發生了深刻的變 化；以往使用的 “軌道 ”, “波”,“物質 ”等被賜予了新的含義,有了全 新的內涵和外延的熟識, 這符合辨證法的進展要求； 一般的直覺上的 承認運動和變化是毫無意義的, 只有在實踐的基礎上使得人類的概念 之間發生了聯系和過渡, 才能真正表達辨證法的威力, 這一點在量子 力學進展史上得到充分的證明； “量子 ”本身的產生過程就是一個人類 熟識世界深化的過程, 波爾提出的互補原理使得人類對于物質的

3、熟識 程度進一步加深,波和粒子在概念上第一次如此緊密的聯系在了一 起,而失去以往的確定意義；這一點和列寧在關于 “辨證法是什么？ ” 中的論述是一樣的； ;. 第 1 頁,共 5 頁. 為了學好這門課程,我曾翻閱了大量圖書館館藏書籍,大致明白 了量子力學的進展史；量子力學是在舊量子論的基礎上進展起來的； 舊量子論包括普朗克的量子假說, 愛因斯坦的光量子理論和玻爾的原 子理論； 1900 年,普朗克提出輻射量子假說,假定電磁場和物質交 換能量是以間斷的形式 能量子 實現的,能量子的大小同輻射頻率成 正比,比例常數稱為普朗克常數,從而得出黑體輻射能量分布公式, 勝利地說明白黑體輻射現象； 1905

4、 年,愛因斯坦引進光量子 光子 的概念,并給出了光子的能量,動量與輻射的頻率和波長的關系,成 功地說明白光電效應； 其后,他又提出固體的振動能量也是量子化的, 從而說明白低溫下固體比熱問題； 1913 年,玻爾在盧瑟福有核原子 模型的基礎上建立起原子的量子理論； 依據這個理論, 原子中的電子 只能在分立的軌道上運動, 原子具有確定的能量, 它所處的這種狀態 叫 “定態 ”,而且原子只有從一個定態到另一個定態,才能吸取或輻射 能量；這個理論雖然有很多勝利之處, 但對于進一步說明試驗現象仍 有很多困難； 在人們熟識到光具有波動和微粒的二象性之后, 為了說明一些經 典理論無法說明的現象,法國物理學家

5、德布羅意于 1923 年提出微觀 粒子具有波粒二象性的假說； 德布羅意認為： 正如光具有波粒二象性 一樣,實體的微粒 如電子,原子等 也具有這種性質,即既具有粒子 性也具有波動性； 這一假說不久就為試驗所證明； 由于觀粒子具有波 粒二象性,微觀粒子所遵循的運動規律就不同于宏觀物體的運動規 律,描述微觀粒子運動規律的量子力學也就不同于描述宏觀物體運動 ;. 第 2 頁,共 5 頁. 規律的經典力學； 當粒子的大小由微觀過渡到宏觀時, 它所遵循的規 律也由量子力學過渡到經典力學 量子力學與經典力學的差別第一表現在對粒子的狀態和力學量 的描述及其變化規律上；在量子力學中,粒子的狀態用波函數描述, 它

6、是坐標和時間的復函數；為了描寫微觀粒子狀態隨時間變化的規 律,就需要找出波函數所中意的運動方程； 這個方程是薛定諤在 1926 年第一找到的,被稱為薛定諤方程； 當微觀粒子處于某一狀態時,它的力學量 如坐標,動量,角動 量,能量等 一般不具有確定的數值,而具有一系列可能值,每個可 能值以確定的幾率顯現； 當粒子所處的狀態確定時, 力學量具有某一 可能值的幾率也就完全確定；這就是 1927 年,海森伯得出的測不準 關系,同時玻爾提出了并協原理,對量子力學給出了進一步的闡釋； 量子力學和狹義相對論的結合產生了相對論量子力學；經狄拉 克,海森伯和泡利等人的工作進展了量子電動力學； 20 世紀 30

7、歲 月 以后形成了描述各種粒子場的量子化理論 量子場論,它構成了描 述基本粒子現象的理論基礎； 舊量子論對經典物理理論加以某種人為 的修正或附加條件以便說明微觀領域中的一些現象； 由于舊量子論不 能令人中意, 人們在查找微觀領域的規律時, 從兩條不同的道路建立 了量子力學； 1926 年,蘇黎世高校的奧地利物理學家薛定諤進展了另一種 形 式的量子力學 波動力學； 1925 年 10 月,薛定諤得到了一份德布羅 意 的關于物質波的博士論文, 從中受到啟示； 將電子的運動看作是波動 ;. 第 3 頁,共 5 頁. 的結果,其運動的方程應當是波動方程, 方程預備著電子的波動屬性； 1926 年薛定諤

8、連續發表 了 4 片關于量子力學的論文,標志著波動力 學 的建立；薛定諤的理論一提出來就受到物理學獎的普遍關注和頌揚； 由于海森堡和薛定諤在量子力學建立開創性的工作, 他們分別獲得了 1932 年, 1933 年的諾貝爾物理學獎； 1926 年,玻恩把薛定諤的波 動 方程用于量子力學的散射過程, 從而提出了波函數的統計說明, 量子 力學才真正從一大堆的假設中找到了科學道理； 玻恩認為只有薛定諤 的那種形式才能對非周期性的現象給出簡潔的描述； 經過充分的爭辯 后,玻恩指出薛定諤的波函數是一種概率的振幅, 它的模的平方對應 于側到的電子的概率的分布這個說明的確給我們一個清楚的圖像, 在 電子衍射時,后面的屏上電子的分布的確是電子的波函數疊加的結 果,電子射到某點的概率完全可以運算出來； 試驗的結果與理論符合 的很好； 到現在量子力學理論已經相當豐富, 然而完善工作仍在由世界各 地的理論物理學家們連續進行著； 在將來, 或許會有更好的理論代替 量子理論, 這需要我們以后的理論工作進一步辛勤無私的貢獻； 人類 能否真正熟識世界呢？這其實就是思維與存在的哲學的永恒的話題, 量子力學的進展,從某種程度上揭示了這兩者之間沖突的解決方式, 學問屬于思維的范疇, 自然是存在范疇, 人類的對于自然界的實踐過 程使得我們