量子力学——概述和发展史.pdf

量子力学 概 述 目录 1 简单概述 2 发展简史 3 关键现象 4 数学理论 5 物理意义 6 与其它物理理论的关系 量子力学-简单概述  量子力学是描写微观物质的一个物理学理论， 微观 与相对论一起被认为是现代物理学的两大基本 相对论 物理学 支柱，许多物理学理论和科学如原子物理学、 原子物理学 固体物理学、核物理学和粒子物理学以及其它 固体物理学 核物理学 粒子物理学 相关的学科都是以量子力学为基础。 返回目录 返回目录 量子力学-简单概述  19世纪末，经典力学和经典电动力学在描述微 观系统时的不足越来越明显。量子力学是在20 世纪初由普朗克、尼尔斯·玻尔、沃纳·海森堡、 薛定谔、沃尔夫冈·泡利、德布罗意、马克 斯·玻恩、恩里科·费米、保罗·狄拉克等一大批 物理学家共同创立的。 返回目录 返回目录 量子力学-简单概述  通过量子力学的发展人们对物质的结构以及其相 互作用的见解被革命化地改变。通过量子力学许 多现象才得以真正地被解释，新的、无法直觉想 象出来的现象被预言，但是这些现象可以通过量 子力学被精确地计算出来，而且后来也获得了非 常精确的实验证明。除通过广义相对论描写的引 力外，至今所有其它物理基本相互作用均可以在 量子力学的框架内描写（量子场论）。 返回目录 返回目录 量子力学-简单概述  量子力学的基本原理包括量子态的概念， 运动方程、理论概念和观测物理量之间的 对应规则和物理原理。 返回目录 返回目录 量子力学-简单概述  在量子力学中，一个物理体系的状态由波函数表示；  波函数的任意线性叠加仍然代表体系的一种可能状态；  状态随时间的变化遵循一个线性微分方程，该方程预言体系的行为；  物理量由满足一定条件的、代表某种运算的算符表示；  测量处于某一状态的物理体系的某一物理量的操作，对应于代表该量 的算符对其波函数的作用；  测量的可能取值由该算符的本征方程决定；  测量的期待值由一个包含该算符的积分方程计算。 返回目录 返回目录 量子力学-简单概述  波函数的平方代表作为其变数的物理量出 现的几率。根据这些基本原理并附以其他 必要的假设，量子力学可以解释原子和亚 原子的各种现象。 返回目录 返回目录 量子力学-简单概述  关于量子力学的解释涉及许多哲学问题，其核心 是因果性和物理实在问题。按动力学意义上的因 果律说，量子力学的运动方程也是因果律方程， 当体系的某一时刻的状态被知道时，可以根据运 动方程预言它的未来和过去任意时刻的状态。 返回目录 返回目录 量子力学-简单概述  量子力学的预言和经典物