课前演讲粒子运动的薛定谔方程.ppt

权 粒子运动的薛定谔方程 权 薛定谔 简介 权 奥地利物理学家。概率波动力学的创始人。1887年8月12日生于维也纳，1961 年1 月4日卒于奥地利的阿尔卑巴赫山村。1906 年入维也纳大学物理系学习。1910年获博士学位。 权 毕业后，在维也纳大学第二物理研究所工作，直到1920年以前主要在维也纳大学任教，1921～1927年在苏黎世大学任教，开头几年，他主要研究有关热学的统计理论问题，写出了有关气体和反应动力学、振动、点阵振动（及其对内能的贡献）的热力学以及统计等方面的论文。他还研究过色觉理论，他对有关红绿色盲和蓝黄色盲频率之间的关系的解释为生理学家们所接受。 权 　　薛定谔在德布罗意关系和态迭加原理的基础上，于1926年在《量子化就是本征值问题》的论文中，提出氢原子中电子所遵循的波动方程(薛定谔方程)，并建立了以薛定谔方程为基础的波动力学和量子力学的近似方法。薛定谔方程在量子力学中占有极其重要的地位，它与经典力学中的牛顿运动定律的价值相似。薛定谔对原子理论的发展贡献卓著，因而于1933年同英国物理学家狄拉克共获诺贝尔物理奖金。 权 波函数 Ψ（x，y，z，t） = ψ（x，y，z） e^ -i?t Ψ：读作 普赛 权 薛定谔方程 一般方程 权 特殊条件下的薛定谔方程 1.自由粒子的薛定谔方程 权 2.非自由粒子的薛定谔方程 权 3.定态薛定谔方程 权 附1： 薛定谔的情感史 权 薛定谔是一位多情种子，毕生陷于恋情的漩涡与纠葛中。不计青少年时期的情窦初开和数次情感遭遇，即使在33岁那年成婚后，他仍然是激情充溢，外遇不断，其对象既有已婚的研究助手的妻子，也有年方二八的他曾辅导过数学的女中学生，既有闻名遐迩的演员和艺术家，也有年轻的政府职员，而这种浪漫风流一直持续到年逾花甲，并且有不止一个非婚生的孩子。 权 对于每一段情感履历，他都非常投入，并为此创作了不少缠绵的情诗。而同样令人称奇的是，他与其元配安妮的婚姻历经这种种事端，竟然能白头到老，而且安妮还亲自照料了他非婚生孩子的婴儿期。或许这与安妮自己没有孩子不无关系，但即便如此，这种薛定谔式的爱情，这样的家庭关系，与我们头脑中的科学家形象，恐怕还是会有很大反差，相去甚远的。 权 总结来说，薛定谔达到了传说中的 “家内红旗不倒，家外彩旗飘飘” 的境界 权 附2： 薛定谔的猫 权 量子力学是描述原子、电子等微观粒子的理论，它所揭示的微观规律与日常生活中看到的宏观规律很不一样。处于所谓“叠加态”的微观粒子之状态是不确定的。 权 例如，电子可以同时位于几个不同的地点，直到被观测时，才在某处出现。这种事如果发生在宏观世界的日常生活中，就好比：我在家中何处是不确定的，你看我一眼，我就突然现身于某处——客厅、餐厅、厨房、书房或卧室都有可能。 权 这种“魔术”别说常人认为荒谬，物理学家如薛定谔也想不通。于是薛定谔就编出了这个实验，以引起注意。果不其然！物理学家争论至今。 权 实验内容 权 把一只猫放进一个不透明的盒子里，然后把这个盒子连接到一个包含一个放射性原子核和一个装有有毒气体的容器的实验装置。设想这个放射性原子核在一个小时内有50%的可能性发生衰变。如果发生衰变，它将会发射出一个粒子，而发射出的这个粒子将会触发这个实验装置，打开装有毒气的容器，从而杀死这只猫。 权 根据量子力学，未进行观察时，这个原子核处于已衰变和未衰变的叠加态，但是，如果在一个小时后把盒子打开，实验者只能看到“衰变的原子核和死猫”或者“未衰变的原子核和活猫”两种情况。 权 事情很明显：如果原子衰变了，那么毒气瓶就被打破，猫就被毒死。要是原子没有衰变，那么猫就好好地活着。 权 如果我们不揭开密室的盖子，根据我们在日常生活中的经验，可以认定，此猫或者死，或者活。这是她的两种本征态。但是，根据量子力学，则只能说，她处于一种活与不活的叠加态。我们只有在揭开盖子的一瞬间，才能决定此猫是死是活。