量子力学
我们的编辑器将检查你提交并决定是否修改这篇文章。
读这一主题的简要总结
量子力学,科学处理的行为事和光在原子和亚原子规模。它试图描述和解释分子和原子的性质和他们的选民电子、质子、中子以及其他更多深奥的粒子比如夸克和胶子。这些属性包括粒子的相互作用和电磁辐射(即。,光,X-rays, and gamma rays).
物质和辐射对原子尺度的行为常常看起来很怪异,和带来的后果量子相应的理论很难理解和相信。它的概念经常与常识性观念冲突源自日常世界的观察。然而,没有理由为什么原子世界的行为应当符合的熟悉,大规模的世界。重要的是意识到量子力学是的一个分支物理物理学的业务是描述和解释世界的方式大型和小型敏感度能而不是如何想象或想。
量子力学的研究是有益的原因有几个。首先,它展示了至关重要方法的物理。第二,它取得了巨大的成功在给予正确的结果在几乎所有情况下的应用。然而,一个有趣的悖论。尽管量子力学的压倒性的成功实践,特别主题包含的根基尚未解决的问题,问题的性质测量。量子力学的一个重要特点是,它通常是不可能的,即使是在原理、测量系统无干扰;这种干扰的详细性质,它的精确的点是模糊的和有争议的发生。因此,量子力学吸引了20世纪最有才华的科学家,他们建立了也许是最好的知识大厦的时期。
量子理论的历史基础
基本注意事项
在基本层面上,两个辐射与物质的特点粒子和波。逐渐认识到科学家,辐射粒子属性和那件事有类似波的性质,提供了动力量子力学的发展。受到牛顿,18世纪的大多数物理学家认为,光的粒子,称为小体。从大约1800年开始积累的证据波光的理论。大约在这一时期托马斯年轻表明,如果单色光通过一条缝,两个新兴光束干涉,干涉图样的交替亮和暗乐队出现在屏幕上。乐队是容易解释了光的波动理论。根据这一理论,一个明亮的乐队时产生波峰(槽)的海浪在屏幕上两个狭缝到一起;黑暗的乐队产生当一个波的波峰到达谷底的同时,和取消两光束的影响。从1815年开始,一系列的实验Augustin-Jean菲涅耳法国和其他国家表明,当一个平行光束通过一个狭缝,新兴梁不再是平行但开始分道扬镳;这种现象被称为衍射。给定的波长光和装置的几何形状(即。,the separation and widths of the slits and the distance from the slits to the screen), one can use the wave theory to calculate the expected pattern in each case; the theory agrees precisely with the experimental data.
早期的发展
普朗克辐射定律
到19世纪末,物理学家普遍接受了光的波动理论。然而,尽管经典物理学的观点解释干扰和衍射现象有关传播光的,他们不占光的吸收和发射。所有的身体辐射电磁能源以热;事实上,身体发出辐射波长。不同波长的辐射能量是一个最大的波长取决于身体的温度;身体的温度越高,波长越短,最大辐射。尝试计算辐射的能量分布黑体使用古典想法是不成功的。(黑体是一种假设理想的身体或表面吸收和重发射辐射能下降。)一个公式,提出的威廉•维恩德国不同意观察长波长,和另一个,提出的瑞利勋爵英格兰(约翰·威廉·斯特拉特),不同意那些短的波长。
1900年,德国的理论物理学家马克斯·普朗克做了一个大胆的建议。他认为,辐射能量释放,不是连续的,而是在离散数据包广达电脑。的能量E的量子有关频率ν的E=hν。的数量h,现在被称为普朗克常数,是一个恒量与6.62607×10的近似值−34焦耳∙第二。普朗克表明,计算能量光谱然后同意观察整个波长范围。