中國(guó)科學(xué)院大學(xué)量子物理 中科大828量子力學(xué)(通用三篇)

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    中國(guó)科學(xué)院大學(xué)量子物理中科大量子力學(xué)篇一
    一
    故事發(fā)生在二十世紀(jì)初的法國(guó)。
    巴黎。
    一樣延續(xù)著千百年的燈紅酒綠,香榭麗舍大道上散發(fā)著繁華和曖昧,紅磨坊里彌漫著躁動(dòng)與彷徨。
    路上走著一個(gè)年輕人,名叫德布羅意(de broglie)。在當(dāng)時(shí),這名字屌得就跟你說(shuō)你姓愛(ài)新覺(jué)羅一樣。事實(shí)上德布羅意的爸正是法國(guó)的一個(gè)伯爵奸內(nèi)閣部長(zhǎng),德布羅意正是一個(gè)典型的富二代。
    這樣一個(gè)不愁吃穿不愁房只是成天愁著如何打發(fā)時(shí)光的紈绔子弟自然要找一個(gè)能消耗精力的東西來(lái)度過(guò)那些寂寞的日子。這一點(diǎn)至今未變。
    而他選擇了??研究中世紀(jì)歐洲史,據(jù)說(shuō)這倒也不僅是為了裝b——中世紀(jì)史中有著很多神奇的東西吸引著他,據(jù)說(shuō)。
    時(shí)間轉(zhuǎn)眼到了1919,這個(gè)科學(xué)界騷動(dòng)的年代。
    量子論。
    簡(jiǎn)言之,他就是迷戀于當(dāng)時(shí)一個(gè)很潮的觀點(diǎn):光是粒子。
    按說(shuō)這本該不值個(gè)爛錢,因?yàn)閹装倌昵耙粋€(gè)大牛牛頓就曰過(guò):光是粒子。不過(guò)后來(lái)這個(gè)觀點(diǎn)被菲涅爾、泊松一群做光學(xué)的搞得很久不流行了。幾百年來(lái),科學(xué)界正統(tǒng)的觀點(diǎn)是:光是波。十幾年前的一天,某君普朗克突然說(shuō):原來(lái)光還是粒子啊~~!大家本來(lái)不想鳥他,結(jié)果愛(ài)因斯坦用他的理論做著做著就做出了光電效應(yīng)!這本來(lái)是物理學(xué)里的一朵烏云,現(xiàn)在突然沒(méi)了,于是學(xué)界就嘩然了。
    當(dāng)年的德布羅意倒并不見(jiàn)得對(duì)這一觀點(diǎn)的物理思想有多么深刻的見(jiàn)地,按他的理解,光是粒子就是在說(shuō)原來(lái)牛頓是對(duì)的我們被后人忽悠了?;蛟S一時(shí)沖動(dòng),年輕人告別了中世紀(jì)歐洲史,告別了奢侈糜爛的生活,來(lái)到了一派宗師朗之萬(wàn)門下,說(shuō):請(qǐng)您收我念phd吧。
    二
    歷史上,郎之萬(wàn)為什么給德布羅意offer已經(jīng)很難說(shuō)清,德布羅意到底花了多少精力去讀他的phd也已經(jīng)很難說(shuō)清。白駒過(guò)隙,五年說(shuō)過(guò)就過(guò)了。作為歷史系中世紀(jì)歐洲史專業(yè)的德布羅意,發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)到物理系以后的確力不從心。
    當(dāng)下,很現(xiàn)實(shí)的問(wèn)題就是如何搞定那篇令他蛋疼的畢業(yè)論文,算是對(duì)青春一個(gè)交代。
    呢?畢不了業(yè)啊,煩!
    糾結(jié)五年終于過(guò)去了。抓?。保梗玻吹奈舶?,德布羅意終于提交了自己的博士論文。
    不計(jì)封面,論文只有一頁(yè)之多一行。遙想在那個(gè)沒(méi)有槍手、沒(méi)有萬(wàn)方的時(shí)代,這已經(jīng)是不容易了。
    波的波矢和角頻率與粒子動(dòng)量和能量的關(guān)系是:
    p=h/(2*pi*k), e=hv
    這是他的論文里出現(xiàn)的唯一兩個(gè)公式,其他主要是議論和感想。
    其實(shí),就這兩個(gè)公式也是從愛(ài)因斯坦發(fā)表于1905年那篇《光電效應(yīng)》中借用而來(lái)的。
    很難想象這樣一篇博士論文是怎樣通過(guò)答辯的。
    正式表決之前,德布羅意的老板也就是朗之萬(wàn)得知,論文評(píng)審委員會(huì)的六位教授中的三位表示一定會(huì)投反對(duì)票。
    本來(lái)在歐洲,一個(gè)學(xué)生苦讀數(shù)年都那不到學(xué)位是很正常的事情,更別說(shuō)一個(gè)來(lái)混日子的的花花公子。這一點(diǎn)也至今未變。
    情急之中,朗之萬(wàn)往他的一個(gè)好朋友那里寄了一封信。
    也許當(dāng)初的朗之萬(wàn)只是礙于情面想幫德布羅意混得一個(gè)phd,然而事實(shí)上,這一封信卻改變了科學(xué)史。
    三
    這封信的收信人是愛(ài)因斯坦。
    信的內(nèi)容大致如下:
    尊敬的愛(ài)因斯坦閣下:
    ??請(qǐng)問(wèn)您怎么看?
    另,該研究生的父親是弊國(guó)的伯爵,內(nèi)閣的**部長(zhǎng)??
    若您??將來(lái)您來(lái)法國(guó)一定會(huì)受到最隆重的接待!
    朗之萬(wàn)
    就是說(shuō),如果您不肯給個(gè)面子,以后就甭來(lái)法國(guó)了。
    不知愛(ài)因斯坦是出于知趣呢,還是出于因?yàn)樽约寒?dāng)年的離經(jīng)叛道產(chǎn)生的惺惺相惜,對(duì)著這滿篇色即是空空即是色一樣的文字盯了半天,他很客氣回了一封信,大意是說(shuō):it is interesting.在英語(yǔ)里,interesting一般用于描述一種想說(shuō)它好卻說(shuō)不出怎么好所以不知怎么說(shuō)才好的微妙狀態(tài)。此時(shí)的愛(ài)因斯坦已頗有威望,既然他都說(shuō)interesting了,評(píng)審委員們也就心領(lǐng)神會(huì)了。
    終于,化險(xiǎn)為夷。
    浪蕩子弟德布羅意就這樣拿到phd,回去炫耀去了。
    按照當(dāng)時(shí)歐洲的學(xué)術(shù)
    傳統(tǒng),朗之萬(wàn)需要將德布羅意的博士論文分寄到了歐洲各大學(xué)物理系。
    幾乎所有人都以為事情會(huì)就此了結(jié),以為德布羅意那篇“很有趣”的博士論文在檔案堆里從此埋沒(méi)。
    然而歷史總喜歡以不確定性原理來(lái)開(kāi)玩笑。而這個(gè)玩笑順帶著改變了許多人的命運(yùn)。
    在朗之萬(wàn)寄出的博士論文中,有一份來(lái)到了維也納大學(xué)。
    四
    1926年春,維也納。
    當(dāng)時(shí)在維也納大學(xué)物理系老大是德拜,他收到這份博士論文后,把它交給了他的組里面一位已經(jīng)年屆不惑的老講師,說(shuō):回去看了下次組會(huì)講下。
    “你現(xiàn)在研究的問(wèn)題不重要,不如給我們講講德布羅意的論文吧?!?BR>    這位講師的名字叫做:
    薛定諤
    在接下來(lái)的兩周里,薛定諤仔細(xì)的讀了一下德布羅意的“博士論文”,其實(shí)從內(nèi)容上來(lái)講根本就用不上“仔細(xì)”二字,薛定諤的這篇論文只不過(guò)一頁(yè)之多一點(diǎn),公式也不過(guò)就兩個(gè)而已,并且是已經(jīng)在愛(ài)因斯坦發(fā)表的論文中出現(xiàn)過(guò)的。
    然而論文里說(shuō)的話卻讓薛定諤一頭霧水,薛定諤只知道德布羅意大講了一通“波即粒子,粒子即波”,除此之外則是兩個(gè)黃鸝鳴翠柳——不知所云。
    “你不覺(jué)得這是一個(gè)很好的評(píng)論嗎?”
    德拜建議薛定諤做一做這個(gè)工作,兩周以后seminar的時(shí)候再講一下。
    僅僅兩周,世界為之一變。
    了這樣一個(gè)方程。
    這個(gè)方程就是“薛定諤方程”!
    歐文的psi,算來(lái)真靈通; psi是個(gè)啥,沒(méi)人看得懂。
    psi是薛定諤方程中的波動(dòng)變量,歐文是薛定諤的名字。
    “這貨不至于是
    個(gè)雞肋吧!”他想。
    薛定諤的故事似乎要再一次陷入平庸,然而平庸往往是正醞釀奇跡的緣由,只因人對(duì)平庸的不甘。
    五
    如果把上世紀(jì)初的物理學(xué)比作一潭湖水,前面的故事都好比湖水深處的**——湖的表面卻是風(fēng)平浪靜。
    縱觀兩年以來(lái)的物理學(xué)界:哥本哈根已然成為量子理論界的“屠龍”——普朗克和愛(ài)因斯坦理論的啟發(fā)下,哥本哈根學(xué)派掌門人一代宗師玻爾提出了著名的“三大核心原理”,成功解釋氫光譜。1925年,玻爾的得意大弟子海森堡進(jìn)一步提出了描述氫原子軌道的理論。那個(gè)年代,沒(méi)有線代,沒(méi)有數(shù)學(xué)物理方法,精通數(shù)學(xué)的物理學(xué)家本來(lái)屈指可數(shù),就連數(shù)學(xué)很強(qiáng)的海森堡本人也并未必知道同時(shí)代那些數(shù)學(xué)家在搞什么飛機(jī)。在他的理論出爐之后,學(xué)弟玻恩悄悄地告訴海森堡大師兄你用的東西在數(shù)學(xué)里叫:矩陣。
    于是,矩陣力學(xué)走上了歷史的舞臺(tái)。
    天下大變,僅一步之遙。
    此時(shí)的薛老師正帶著他的情婦在阿爾卑斯山滑雪。
    他從方程中得出玻爾的氫原子的解!
    六
    倚天一出,四海皆驚。
    沒(méi)人再敢把薛定諤的方程當(dāng)扯淡了。
    哥本哈根學(xué)派的掌門玻爾大為驚駭,急信至維也納把薛定諤邀請(qǐng)到哥本哈根,切磋量子之精妙。
    然而讓玻爾遺憾的是,“切磋”了十天,不知因哥本哈根那幫子哥們兒的數(shù)學(xué)太強(qiáng)了還是薛定諤的數(shù)學(xué)太挫了,反正兩個(gè)人根本不知道對(duì)方在說(shuō)什么。在一場(chǎng)令人疲憊不堪又毫無(wú)結(jié)果的“哥本哈根論劍”之后,波爾悻悻地目送薛定諤回到維也納。
    薛定諤堅(jiān)持努力工作,不久,矩陣力學(xué)和他的波動(dòng)方程在數(shù)學(xué)上被證明等價(jià)。
    “倚天”“屠龍”,合鑄為一。
    在此之后,薛定諤不斷試圖從更基本的原理和假設(shè)出發(fā)導(dǎo)出更基本的方程,但始終沒(méi)有成功。不久他終于對(duì)這一切失去了耐性:他也轉(zhuǎn)系了,去研究“生命是什么”。
    歷史繼續(xù)著它的歷史劇,不懂?dāng)?shù)學(xué)的德布羅意和薛定諤秒殺了那一年的諾獎(jiǎng),成為了鬧劇中的主角。
    按這故事的尿性,該是尾聲了。
    在這一讓人啼笑皆非的歷史中,上帝還是保留了某種程度的公正。
    數(shù)物理學(xué)家所熟悉的,而矩陣在當(dāng)時(shí)則幾乎沒(méi)人能懂。)如此則此前在量子領(lǐng)域辛苦奮斗了十幾年的哥本哈根學(xué)派就真要集體吐血、暴斃而亡了!
    薛定諤方程搞出了薛定諤方程,卻到死都沒(méi)有真正理解這個(gè)方程微妙,而對(duì)方程的解釋也是錯(cuò)誤的——正解為哥本哈根學(xué)派的玻恩作出。玻恩的解釋讓物理學(xué)界另一位大師——愛(ài)因斯坦極為震怒,他至死念念不忘“上帝是不擲篩子的”,此為后話。
    而更為基本的物理,薛定諤試圖獲得而無(wú)力企及,則是有根本哈根學(xué)派的另一位少壯派弟子——狄拉克做出的。狄拉克領(lǐng)袖群倫,同克萊默、約爾當(dāng),也包括后來(lái)的魏扎克和伽莫夫、朗道等幾代物理學(xué)家的努力,不斷對(duì)理論進(jìn)行修繕,最終確立了量子論的正統(tǒng)解釋,史稱“哥本哈根解釋”。
    量子力學(xué)的殿堂終于建立起來(lái)。
    中國(guó)科學(xué)院大學(xué)量子物理中科大量子力學(xué)篇二
    一、選擇題
    1、下列物質(zhì)哪個(gè)是絕對(duì)黑體()。
    (a)不輻射可見(jiàn)光的物體(b)不輻射任何光線的物體
    (c)不能反射可見(jiàn)光的物體(d)不能反射任何光線的物體
    (a)普朗克(b)愛(ài)因斯坦(c)玻恩(d)玻爾
    3、光電效應(yīng)表明()。
    4、下列說(shuō)法正確的是()。
    (a)實(shí)物粒子既具有粒子性,也具有波動(dòng)性;
    (b)光的能量是連續(xù)的;
    (c)光具有波動(dòng)性,但無(wú)粒子性;
    (d)電子具有粒子性,但無(wú)波動(dòng)性;
    5、康普頓效應(yīng)表明()。
    (a)電子具有波動(dòng)性(b)電子具有粒子性
    (c)光具有波動(dòng)性(d)光具有粒子性
    6、若用頻率為?(波長(zhǎng)為?)的單色光照射逸出功為a的某金屬,發(fā)生 了光電效應(yīng),其愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程為:()
    h?12hc12?mvm?a?mvm?ac2?2(a)(b)
    h?12hc12?mvm?a?mvm?ac2?2(c)(d)
    二、簡(jiǎn)答題
    1、什么是光的波粒二象性?波動(dòng)性和粒子性如何表現(xiàn)?
    第1頁(yè)
    三、填空題
    1、已知地球跟金星的大小差不多,金星的平均溫度約為773 k,地球的平均溫度約為293 k。若把它們看作是理想黑體,這兩個(gè)星體向空間輻射的能量之比為。
    ?1m?s。
    4、動(dòng)能為1.0 ev的電子的德布羅意波的波長(zhǎng)為。
    5、測(cè)定核的某一確定狀態(tài)的能量不準(zhǔn)確量為1ev,則這個(gè)狀態(tài)的最短壽命是秒。
    6、氦氖激光器所發(fā)紅光波長(zhǎng)? = 632.8 nm,譜線寬度??=10-9 nm,當(dāng)這種光子沿x方向傳播時(shí),它的x坐標(biāo)的不確定量是。
    四、計(jì)算題
    1、金屬鉀的逸出功為2.00ev,求:
    (1)光電效應(yīng)的紅限頻率和紅限波長(zhǎng);(2)如果入射光波長(zhǎng)為300nm,求遏止電壓。
    2、假定對(duì)某個(gè)粒子動(dòng)量的測(cè)定可精確到千分之一,試確定這個(gè)粒子位置的最小不確定量。
    (1)該粒子質(zhì)量為5×10-3kg,以2m·s-1的速度運(yùn)動(dòng);
    (2)該粒子是速度為1.8×108m·s-1的電子。
    位置的不確定量為0.10 ?m,求其速率的不確定量。
    中國(guó)科學(xué)院大學(xué)量子物理中科大量子力學(xué)篇三
    讀后感 丨 上帝擲骰子嗎?量子物理史話
    本周看了《上帝擲骰子嗎?量子物理史話》一書。
    講道理,我現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)書不能瞎讀。啥叫會(huì)潤(rùn)物細(xì)無(wú)聲的提升我的文字功底和藝術(shù)情操啊。其實(shí)這就是屁話。讀書的目的還是在于知識(shí)的獲取和知識(shí)的變現(xiàn)。也就是說(shuō),讀一本雜物,只能起到消磨時(shí)間的作用,因?yàn)槟阋膊粫?huì)去記住其中的情節(jié)、文字技巧之類的。
    書中寫了量子物理的發(fā)展史,通過(guò)詼諧的風(fēng)格,把本身距離我們很遙遠(yuǎn)的天才物理學(xué)家們,寫出了其骨肉,讓人感覺(jué)他們從書本中走了出來(lái),成為了一個(gè)立體的人,而不是中學(xué)物理書中的照片,那個(gè)給學(xué)生們制造無(wú)數(shù)作業(yè)的照片。
    整體知識(shí)用并不繁雜的解釋介紹了其意義和影響力,相對(duì)來(lái)說(shuō)比較通俗易懂,但實(shí)際對(duì)除了物理學(xué)家的普通人來(lái)說(shuō),都是讀過(guò)就忘的公式體系和意義。相反,其獲得的諾貝爾獎(jiǎng)和帶來(lái)的社會(huì)變革,倒是讓人對(duì)其有了新的認(rèn)知。相比來(lái)說(shuō),量子物理學(xué)還是更加適用于對(duì)宇宙的探索。但是宇宙真的太大了,也不知道出了地球后,會(huì)不會(huì)所有現(xiàn)在人類擁有的知識(shí)體系都會(huì)被推翻。
    對(duì)于人物生平的描寫是非常生動(dòng)的。立體展現(xiàn)了科學(xué)家也是會(huì)暴怒、也是會(huì)痛苦、也是會(huì)色情等等。人嘛,總是逃不出這些東西。所以像我這樣的普通人,活了28年后已經(jīng)明白,在不傷害別人的情況下去取悅自己,怎么樣都是不過(guò)分的。
    從我開(kāi)始學(xué)習(xí)理財(cái)開(kāi)始,見(jiàn)識(shí)了太多金融方向偉大的發(fā)明和創(chuàng)造。pe、pb、roe、四分衛(wèi)、分位點(diǎn)....感覺(jué)天才為了自己方便而創(chuàng)造的工具真的太神奇了!
    小時(shí)候總想征服世界,把世界踩在腳下之類的,真的是電視劇看太多了。直到現(xiàn)在認(rèn)知的越多越感覺(jué)和天才之間的差距。
    但我也不會(huì)因此有任何自卑感了。認(rèn)清自己我很重要。
    天才負(fù)責(zé)創(chuàng)造,我去學(xué)習(xí)天才的創(chuàng)造并融會(huì)貫通一部分,就足夠我打敗身邊的人了!
    就像一群人遇到熊,你不需要跑的比熊快,只需要比別人快就行了。
    只需如此,我就可以一直生活在“狂歡”之中了!
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