创立量子力学及测不准原理.PPT

創立量子力學及測不準原理 報告者：蘇俊豪、蕭宇軒 提出者:海森堡 維爾納·海森堡（Werner Heisenberg，1901年12月5日－1976年2月1日），德國物理學家，量子力學的奠基人之一，「哥本哈根學派」代表性人物，因創立量子力學而獲1932年諾貝爾物理學獎。 他對物理學的主要貢獻是給出了量子力學的矩陣形式（矩陣力學），提出了「測不準原理」（又稱「不確定性原理」）和S矩陣理論等。他的《量子論的物理學基礎》是量子力學領域的一部古典著作。 生平 維爾納·海森堡1901年12月5日出生於德國維爾茨堡，1920年從慕尼黑的一所中學畢業後，在慕尼黑大學學習物理學，師從阿諾·索末菲等，1922年冬天轉去哥廷根大學，師從馬克斯·玻恩（1954年諾貝爾物理學獎）、詹姆斯·法蘭克（1925年諾貝爾物理學獎）和大衛·希爾伯特。1923年他在慕尼黑大學獲得博士學位，並去哥廷根大學擔任玻恩的助手，1924年獲得大學任教資格。 1924年至1925年，他在哥本哈根大學工作，與尼爾斯·波耳（1922年諾貝爾物理學獎）共事，1925年夏天回到哥廷根。1926年又前往哥本哈根大學教授理論物理學，1927年，年僅26歲的海森堡被任命為萊比錫大學的教授。1929年，他又前往美國、日本和印度巡迴講學。1941年成為柏林洪堡大學的物理學教授和物理研究所主任。 第二次世界大戰結束後，他和其他德國物理學家作為囚犯，被美國軍隊送往英國。1946年重返德國後，他和他的同事們重建了哥廷根物理研究所，該研究所在1948年改名為馬克斯-普朗克物理學研究所。1948年他在英國劍橋講學數月，1950年和1954年又應邀前往美國講學，1955年冬天他在蘇格蘭的聖安德魯斯大學教書，這些課程後來出版成書。1955年作為馬克斯-普朗克物理學研究所的主任，與研究所一起遷往慕尼黑，1958年成為慕尼黑大學的物理學教授，他的研究所被改名為「馬克斯-普朗克物理學和天體物理學研究所」（現為馬克斯-普朗克天體物理學研究所）。 研究 海森堡的名字一直都和他的量子力學理論聯繫在一起，這一理論發表時他年僅23歲，他也因為提出這一理論及其應用（尤其是氫同位素的發現），獲得了1932年的諾貝爾物理學獎。 海森堡提出的新理論，是完全基於對原子輻射的觀察，他認為，在某一個給定的時間點，一個電子所處的位置是無法確定的，也無法跟蹤它的軌跡，所以玻爾假定的電子軌道並不存在；諸如位置、速度等力學量，無法用通常的數字來描述，但可以用抽象的數學結構即矩陣來表達，海森堡用矩陣形式給出了他的新理論（矩陣力學）。 此後，海森堡又提出了著名的「不確定性原理」（又稱「海森堡測不準原理」），在一個量子力學系統中，一個運動粒子的位置和它的動量不可被同時確定，位置的不確定性Δx和動量的不確定性Δp是不可避免的，它們的乘積不小於h / 4π（h為普朗克常數），這些誤差對於人類來說雖然是微小的，但是在原子研究中並不能被忽略。 量子力學 量子力學（英文：Quantum Mechanics）（或量子論）是描述微觀物質（原子，亞原子粒子）行為的物理學理論，量子力學是我們理解除萬有引力之外的所有基本力（強交互作用，電磁交互作用，弱交互作用，重力交互作用）的基礎 海森堡顯微鏡實驗 波長短的光子可以很精確地測量到電子位置；但是，這光子的動量很大，而且會因為被散射至隨機方向，轉移了一大部分不確定的動量給電子。 波長很長的光子動量很小，這散射不會大大地改變電子的動量。可是，我們也只能大約地知道電子的位置。 測不準原理 物體有兩個性質，分別是「位置」和「動量」。 物體位置的不確定性變小，動量的不確定性就會變大。 物體位置的不確定性變大，動量的不確定性就會變小。 不確定性越大，測量者就無法準確測量。 所以我們常常說阿!!! * * 謝謝大家的聆聽 * * *