目錄量子科學證明鬼神存在 談談對量子力學的認識 量子力學對人生指導意義 量子力學簡單解釋 量子力學為何接近神
量子力學是描述微觀物質的理論,與相對論一起被認為是現代物理學的兩大基本支柱,許多物理學理論和科學如原子物理吵悄學、固體物理學、核物理學和粒子物理學以及其它相關的學科都是姿豎以量子力學為基礎所進行的。
量子力學是描寫原子和亞原子尺度的物理學理論。該理論形成于20世紀初期,徹底改變了人們對物質組成成分的認識。微觀世界里,粒子不是臺球,而是嗡嗡跳躍的概率云,它們不只存在一個位置,也不會從點A通過一條單一路徑到達點B。根據量子理論,粒子的行為常常像波,用于描述粒子行為的“波函數”預測一個粒子可能的特性,諸如升冊渣它的位置和速度,而非確定的特性。物理學中有些怪異的概念,諸如糾纏和不確定性原理,就源于量子力學。
量子力學是物理學中有關微觀事物的一個分支。
量子力學是物理學的一個分支,它描述了粒子的行為——原子、電子、光子以及幾乎所有分子和亞分子領域的東西。
量子力學發展于20世紀上半葉,其結果常常是極其奇怪和違反直覺的。
量子力學與經典物理有何不同?
在原子和電子的尺度上,許多描述物體在日常大小和速度下的運動和相互作用的經典力學方程就不再有用了。
在經典力學中,物體存在于特定的時間特定的地點。在量子力學中,物體存在于概率的迷霧中; 它們有一定的機會到達a點,也有一定的機會到達B點,以此類推。
量子力學是什么時候發展起來的?
量子力學發展了幾十年,最初是一組對實驗的有爭議的數學解釋,而經典力學的數學無法解釋這些解釋。它始于20世紀初,大約在同一時間,阿爾伯特·愛因斯坦發表了他的相對論,這是物理學中描述物體高速運動的另一場革命。然而,與相對論不同的是,量子力學的起源不能歸于某一個科學家。相反,在19世紀末到1930年之間,多位科學家為一個逐漸被接受并得到實驗驗證的基本原理做出了貢獻。
1900年,德國物理學家馬克斯·普朗克試圖解釋為什么在特定溫度下的物體,比如1470華氏度(800攝氏度)燈泡的燈絲會發出特定的顏色——在這種情況下,會發出紅色。普朗克意識到,物理學家路德維希·玻爾茲曼用來描述氣體行為的方程,可以轉化為對溫度和顏色之間關系的解釋。問題在于玻爾茲曼的工作依賴于這樣一個事實: 任何給定的氣體都是由微小的粒子組成的,這意味著光也是由離散的比特組成的。
這一想法與當時有關光的觀點大相徑庭,當時大多數物理學家認為光是一種連續的波,而不是一個微小的包。普朗克本人既不相信原子,也不相信光的離散位元,但他的概念在1905年得到了推動,當時愛因斯坦發表了一篇論文,題為《關于光的發射和轉換的啟發式觀點》。
愛因斯坦認為光的傳播不是波,而是某種形式的“能量量子”。愛因斯坦在他的論文中提出,這個能量包“只能作為一個整體被吸收或產生”,特別是當一個原子在量子化振動速率之間“跳躍”時。這就是量子力學中“量子”部分的由來。
用這種新的方式來設想光,愛因斯坦在他的論文中提出了對九種現象行為的見解,包括普朗克描述的燈泡燈絲發出的特定顏色。它還解釋了某些顏色的光是如何將電子從金屬表面噴射出來的——這種現象被稱為光電效應。
什么是波粒二象性?
在量子力學中,粒子有時以波的形式存在,有時以粒子的形式存在。這在雙縫實驗中最為著名,在這個實驗中,像電子這樣的粒子被射向有兩條縫的板子,板子后面有一個屏幕,當電子擊中屏幕時,屏幕就會亮起來。如果電子是粒子,它們會在穿過一條或另一條狹縫后撞擊屏幕的地方產生兩條明大中或亮的線。
相反,當實驗進行時,屏幕上會形成干涉圖樣。這種暗帶和亮帶的模式只有當電子是帶有波峰(最高點)和波谷(最低點)的波時才有意義,而波峰和波谷會相互干擾。甚至當一個電子一次滾伍被射入狹縫時,干涉圖樣也會顯現出來——這是一種類似于單個電子干涉自身的效應。
1924年,法國物理學家路易斯·德布羅意利用愛因斯坦狹義相對論的方程證明了粒子可以表現出波狀特征,而波也可以表現出粒子狀特征——這一發現使他在幾年后獲得了諾貝爾獎。
量子力學如何描述原子?
在20世紀10年代,丹麥物理學家尼爾斯·玻爾試圖用量子力學描述原子的內部結構。那時,人們已經知道原子是由一個重、密、帶正電的原子核和一群微小、輕、帶負電的電子組成的。玻爾把電子放到圍繞原子核的軌道上,就像亞原子太陽系中的行星一樣,只不過它們只能有特定的預定軌道距離。通過從一個軌道跳到另一個軌道,原子可以接收或發射特定能量的輻射,這反映了它們的量子本質。
不久之后,兩名科學家獨立工作,使用各自的數學思路,創造了一個更完整的原子量子圖。在德國,物理學家維爾納·海森堡通過發展“矩陣力學”實現了這一點。奧地培磨利-愛爾蘭裔物理學家Erwin Schr?dinger提出了一個類似的理論,稱為“波動力學”。Schr?dinger在1926年證明了這兩種方法是等價的。
在Heisenberg-Schr?dinger的原子模型中,每個電子都扮演著圍繞原子核的波的角色,取代了早期的玻爾模型。在Heisenberg-Schr?dinger原子模型中,電子服從“波函數”,占據“軌道”而不是軌道。與波爾模型的圓形軌道不同,原子軌道有各種形狀,從球形到啞鈴到雛菊。
Schr?dinger的貓悖論是什么?
Schr?dinger的貓悖論是一個經常被誤解的思想實驗,描述了量子力學的一些早期開發者對其結果的疑慮。玻爾和他的許多學生相信,量子力學表明,粒子在被觀察到之前沒有明確定義的性質,Schr?dinger和愛因斯坦不相信這種可能性,因為它會導致關于現實本質的荒謬結論。1935年,Schr?dinger提出了一個實驗,在這個實驗中,貓的生死取決于一個量子粒子的隨機翻轉,而這個量子粒子的狀態直到盒子被打開才會被發現。Schr?dinger希望通過一個依賴于量子粒子的概率性質的真實例子來證明玻爾思想的荒謬性,但卻得到了一個荒謬的結果。
根據玻爾對量子力學的解釋,在盒子被打開之前,貓處于一種不可能的雙重狀態,即同時活著和死去。(還沒有真正的貓做過這個實驗。) Schr?dinger和愛因斯坦都認為,這有助于表明量子力學是一個不完整的理論,最終將被符合普通經驗的理論所取代。
Schr?dinger和愛因斯坦幫助強調了量子力學的另一個奇怪結果,這兩個人都無法完全理解。1935年,愛因斯坦與物理學家鮑里斯·波多爾斯基和內森·羅森證明,可以建立兩個量子粒子,使它們的量子態始終相互關聯。粒子本質上總是“知道”彼此的性質。這意味著,測量一個粒子的狀態,就會立即告訴你它的孿生粒子的狀態,無論它們相隔多遠。這個結果被愛因斯坦稱為“遠距離的幽靈作用”,但Schr?dinger很快將其命名為“糾纏”。
糾纏已被證明是量子力學最重要的方面之一,并在現實世界中一直存在。研究人員經常使用量子糾纏進行實驗,這種現象是新興的量子計算領域的基礎的一部分。
量子力學和廣義相對論不相容嗎?
目前,物理學家對宇宙中所有觀測到的粒子和力缺乏一個完整的解釋,這通常被稱為萬有理論。愛因斯坦的相對論描述的是大而有質量的東西,而量子力學描述的是小而無形的東西。這兩種理論并非完全不相容,但沒有人知道如何把它們結合起來。
許多研究人員都在尋找一種量子引力理論,它將引力引入量子力學,并解釋從亞原子到超星系領域的一切。有很多關于如何做到這一點的建議,比如發明一種假想的重力量子粒子——引力子,但到目前為止,還沒有一種理論能夠滿足我們宇宙中所有物體的觀測。另一個流行的理論是弦理論,它假設最基本的實體是在許多維度上振動的微小弦,但由于幾乎沒有發現支持它的證據,物理學家開始不那么廣泛地接受它。其他研究人員也在研究涉及環圈量子引力的理論,在環圈量子引力理論中,時間和空間都是離散的、微小的塊,但到目前為止,還沒有一個想法能在物理學界獲得主流。
量子力學,是一個理論物理學的一個分支。
量子力學是研究嫌正銀物質世界微觀芹宴粒子運動規律的重要理論之一。它主要研究原子、分子、凝聚態物質,以及原子核和基本粒子的結構、性質的基礎理論它與相對論一起構成現代物理學的理論基礎。量子清并力學不僅是現代物理學的基礎理論之一,而且在化學等學科和許多近代技術中得到廣泛應用。
你可以看看這個,
http://baike.baidu.com/link?url=KJtX-cVUcRuG6wcO7Zt1Prsq-7CSq0kiGeuejCfY0RjpVpqy9U9rSX_0ffIvoG1ApS1y0Eh-mHVFmPuAOj-AJiTuQEsqr-pV5nR2xGgf8eCYvggohcbjtjFR4ea2I3S9
作為一個很普通的物理系學生給你的建議:
鑒于你說還沒學過物理,強烈建議你先學學基本的物理,比如牛頓力學、波動光學、電磁學、原子物理學。未立先走可能會把你的思維體系搞亂。
當然基本的數學輔助也是要學好的,主要是與函數有關的東東。
再加上一點點對化學元素的了解,主要指的是原子結構的方面。
然后可以看一些關于量子的科普性讀物。
到這個階段只能叫做在學量子物理。
想要了解真正的量子力學,數學上需要:
1. 線性代數(至少學到厄米(Hermi)二次型吧)
2. 復變函數微積分拆鄭侍橘
3. 傅里葉(Fourier)分析
4. 希爾伯特(Hilbert)空間(這個是一個函數空間的代數結構 也就是所謂的平方可積(L2)空間 一般在傅里葉分析后面會講到相關的基本東東 然后量子力學的書上會告訴你具體的這個希爾旅談頌伯特空間的性質)
另外要多學一些物理中經常遇到的英語單詞。學物理,國內國外的書都得看。
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另外加兩句物理學家的名言 哈哈
波爾:“如果有人學完量子力學后并不覺得它難以理解,那他根本就沒有理解量子力學。”
費曼:“我可以很有把握的說,沒有人能懂量子力學。”
量子力學談埋是科學家們為了解決經典物理所不能解決的問題而提出的一種理論。普遍是從普朗克在研究黑體輻射時候所提出量子化的概念進入纖侍差量子毀皮力學的學習的。