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量子物理學(xué)的最新進(jìn)展是

云知道量子

請(qǐng)老師們告訴我有關(guān)量子力學(xué)的發(fā)展的英語(yǔ)分類(lèi): 教育/科學(xué) >> 科學(xué)技術(shù)
問(wèn)題描述:
誰(shuí)最先提出？
誰(shuí)發(fā)展了它？
現(xiàn)代的發(fā)展？
解析:
【量子物理學(xué)的最新進(jìn)展是】量子力學(xué)的產(chǎn)生與發(fā)展
中國(guó)科學(xué)技術(shù)史學(xué)會(huì) 李安平
量子力學(xué)是描述微觀世界結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)與變化規(guī)律的物理科學(xué) 。它是20世紀(jì)人類(lèi)文明發(fā)展的一個(gè)重大飛躍，量子力學(xué)的發(fā)現(xiàn)引發(fā)了一系列劃時(shí)代的科學(xué)發(fā)現(xiàn)與技術(shù)發(fā)明，對(duì)人類(lèi)社會(huì)的進(jìn)步做出重要貢獻(xiàn) 。
19世紀(jì)末正當(dāng)人們?yōu)榻?jīng)典物理取得重大成就的時(shí)候，一系列經(jīng)典理論無(wú)法解釋的現(xiàn)象一個(gè)接一個(gè)地發(fā)現(xiàn)了 。德國(guó)物理學(xué)家維恩通過(guò)熱輻射能譜的測(cè)量發(fā)現(xiàn)的熱輻射定理 。德國(guó)物理學(xué)家普朗克為了解釋熱輻射能譜提出了一個(gè)大膽的假設(shè)：在熱輻射的產(chǎn)生與吸收過(guò)程中能量是以hV為最小單位，一份一份交換的 。這個(gè)能量量子化的假設(shè)不僅強(qiáng)調(diào)了熱輻射能量的不連續(xù)性，而且與輻射能量和頻率無(wú)關(guān)由振幅確定的基本概念直接相矛盾，無(wú)法納入任何一個(gè)經(jīng)典范疇 。當(dāng)時(shí)只有少數(shù)科學(xué)家認(rèn)真研究這個(gè)問(wèn)題 。
著名科學(xué)家愛(ài)因斯坦經(jīng)過(guò)認(rèn)真思考，于1905年提出了光量子說(shuō) 。1916年美國(guó)物理學(xué)家密立根發(fā)表了光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，驗(yàn)證了愛(ài)因斯坦的光量子說(shuō) 。
1913年丹麥物理學(xué)家玻爾為解決盧瑟福原子行星模型的不穩(wěn)定（按經(jīng)典理論，原子中電子繞原子核作圓周運(yùn)動(dòng)要輻射能量，導(dǎo)致軌道半徑縮小直到跌落進(jìn)原子核，與正電荷中和） ， 提出定態(tài)假設(shè)：原子中的電子并不像行星一樣可在任意經(jīng)典力學(xué)的軌道上運(yùn)轉(zhuǎn)，穩(wěn)定軌道的作用量fpdq必須為h的整數(shù)倍（角動(dòng)量量子化），即fpdq＝nh，n稱之為量子數(shù) 。玻爾又提出原子發(fā)光過(guò)程不是經(jīng)典輻射 ， 是電子在不同的穩(wěn)定軌道態(tài)之間的不連續(xù)的躍遷過(guò)程，光的頻率由軌道態(tài)之間的能量差A(yù)E＝hV確定 ， 即頻率法則 。這樣，玻爾原子理論以它簡(jiǎn)單明晰的圖像解釋了氫原子分立光譜線 ， 并以電子軌道態(tài)直觀地解釋了化學(xué)元素周期表，導(dǎo)致了72號(hào)元素鉛的發(fā)現(xiàn)，在隨后的短短十多年內(nèi)引發(fā)了一系列的重大科學(xué)進(jìn)展 。這在物理學(xué)史上是空前的 。
由于量子論的深刻內(nèi)涵，以玻爾為代表的哥本哈根學(xué)派對(duì)此進(jìn)行了深入的研究，他們對(duì)對(duì)應(yīng)原理、矩陣力學(xué)、不相容原理、測(cè)不準(zhǔn)關(guān)系、互補(bǔ)原理 。量子力學(xué)的幾率解釋等都做出了貢獻(xiàn) 。
1923年4月美國(guó)物理學(xué)家康普頓發(fā)表了X射線被電子散射所引起的頻率變小現(xiàn)象，即康普頓效應(yīng) 。按經(jīng)典波動(dòng)理論，靜止物體對(duì)波的散射不會(huì)改變頻率 。而按愛(ài)因斯坦光量子說(shuō)這是兩個(gè)“粒子”碰撞的結(jié)果 。光量子在碰撞時(shí)不僅將能量傳遞而且也將動(dòng)量傳遞給了電子，使光量子說(shuō)得到了實(shí)驗(yàn)的證明 。
光不僅僅是電磁波 ， 也是一種具有能量動(dòng)量的粒子 。1924年美籍奧地利物理學(xué)家泡利發(fā)表了“不相容原理”：原子中不能有兩個(gè)電子同時(shí)處于同一量子態(tài) 。這一原理解釋了原子中電子的殼層結(jié)構(gòu) 。這個(gè)原理對(duì)所有實(shí)體物質(zhì)的基本粒子（通常稱之為費(fèi)米子，如質(zhì)子、中子、夸克等）都適用 ， 構(gòu)成了量子統(tǒng)計(jì)力學(xué)———費(fèi)米統(tǒng)計(jì)的基點(diǎn) 。為解釋光譜線的精細(xì)結(jié)構(gòu)與反常塞曼效應(yīng)，泡利建議對(duì)于原于中的電子軌道態(tài)，除了已有的與經(jīng)典力學(xué)量（能量、角動(dòng)量及其分量）對(duì)應(yīng)的三個(gè)量子數(shù)之外應(yīng)引進(jìn)第四個(gè)量子數(shù) 。這個(gè)量子數(shù)后來(lái)稱為“自旋” ， 是表述基本粒子一種內(nèi)在性質(zhì)的物理量 。
1924年，法國(guó)物理學(xué)家德布羅意提出了表達(dá)波粒二象性的愛(ài)因斯坦———德布羅意關(guān)系：E＝hV，p＝h／入 ， 將表征粒子性的物理量能量、動(dòng)量與表征波性的頻率、波長(zhǎng)通過(guò)一個(gè)常數(shù)h相等 。
1925年，德國(guó)物理學(xué)家海森伯和玻爾，建立了量子理論第一個(gè)數(shù)學(xué)描述———矩陣力學(xué) 。1926年，奧地利科學(xué)家提出了描述物質(zhì)波連續(xù)時(shí)空演化的偏微分方程———薛定愕方程，給出了量子論的另一個(gè)數(shù)學(xué)描述——波動(dòng)力學(xué) 。后來(lái)，物理學(xué)家把二者將矩陣力學(xué)與波動(dòng)力學(xué)統(tǒng)一起來(lái) ， 統(tǒng)稱量子力學(xué) 。
量子力學(xué)在低速、微觀的現(xiàn)象范圍內(nèi)具有普遍適用的意義 。它是現(xiàn)代物理學(xué)基礎(chǔ)之一，在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中的表面物理、半導(dǎo)體物理、凝聚態(tài)物理、粒子物理、低溫超導(dǎo)物理、量子化學(xué)以及分子生物學(xué)等學(xué)科的發(fā)展中，都有重要的理論意義 。量子力學(xué)的產(chǎn)生和發(fā)展標(biāo)志著人類(lèi)認(rèn)識(shí)自然實(shí)現(xiàn)了從宏觀世界向微觀世界的重大飛躍 。

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