《經(jīng)典物理的困難》ppt課件-文庫吧
2025-04-18 03:49 本頁面
【正文】 量子力學的誕生 矩陣力學和波動力學的殊途同歸 ＿＿ 1928年的狄拉克提出電子的相對論性方程－狄拉克方程，標志著量子力學的誕生 D 量子力學建立發(fā)展過程中的重要人物（諾貝爾獎獲得者） 普朗克 1918 能量子 愛因斯坦 1921 光電效應(yīng)的解釋 玻爾 1922 氫原子軌道 密立根 1923 光電效應(yīng)的證實 康普頓 1927 光子動量 德布羅意 1929 粒子的波粒二象性 海森堡 1932 量子力學的建立 薛定諤 1933 薛定諤方程 泡利 1945 不相容原理 玻恩 1954 波函數(shù)的統(tǒng)計解釋 狄拉克 1933 狄拉克方程 16 3 量子力學的成功 成功解釋： ?原子、原子核的結(jié)構(gòu) ?固體結(jié)構(gòu) ?元素周期表和化學鍵 ?超導電性、半導體性質(zhì) 促 成： ?現(xiàn)代微電子技術(shù)—信息化時代 ?激光技術(shù) ?新能源、新材料出現(xiàn) 使人類進入信息化時代 沒有量子力學 就沒有人類 20世紀的文明 李政道 17 4 量子的應(yīng)用 ? 檢測炸彈 ? 并行計算 (量子糾纏態(tài) ) ? 搜索數(shù)據(jù)庫 ? 量子超光速通信（遠距離傳物） ? 電子隧道顯微鏡 ? 量子器件 18 量子信息學 quantum information theory ? 產(chǎn)生 存儲 編碼 傳輸 譯碼 信道傳輸 : 可靠性 有效性 核心 芯片的集成度 量子力學的新進展使新的交叉學科 —— 量子信息學 應(yīng)運而生 19 量子比特 qubit ? 特征：量子疊加態(tài) 量子系統(tǒng)可能同時處于 “ 1”或 “ 0”態(tài)這樣的量子疊加態(tài) 集成： ? 量子密碼學 ）＋（＝ 1021?11100001 ，，20 ? 量子計算機是 其 主要研究內(nèi)容之一 ? 建立在量子理論基礎(chǔ)上的最有發(fā)展前景！ 突破經(jīng)典信息系統(tǒng)極限的途徑－量子計算機 21 Quantum theory ? The theory devised by Max Planck in 1900 to account for the emission of the blackbody radiation from hot bodies. ? This theory led to the modern theory of interaction between matter and radiation known as quantum mechanics, which generalizes and replaces classical mechanics and Maxwell’s electromagic theory. 22 ? A system of mechanics that was developed from quantum theory and is used to explain the properties of atoms and molecules. ? Using the energy quantum as a starting point it incorporates Heisenberg’s uncertainty principle and de Broglie wavelength to establish the waveparticle duality on which Schr246。dinger’s equation is based. ? This form of quantum mechanics is called wave mechanics. ? An alternative but equivalent formalism, matrix mechanics, is based on mathematical operators. Quantum mechanics 23 5 經(jīng)典力學和量子力學的比較 ? 量子力學與經(jīng)典力學并不矛盾。 ? 當微觀粒子質(zhì)量較大時（如質(zhì)子或整個原子）或能量較 大時，量子力學給出的運動規(guī)律與經(jīng)典力學（即牛頓定 律）給出的規(guī)律是一致的。 ? 經(jīng)典力學是量子力學的一種極限。 一般可以拿氫原子中的電子作標準。 ? 如質(zhì)子的質(zhì)量比電子大 1836倍，所以質(zhì)子質(zhì)量一般 的運動用經(jīng)典力學計算即足夠準確。 ? 電視機顯像管中的電子，其能量比氫原子中的電子大 數(shù)千倍，所以設(shè)計顯像管時用經(jīng)典力學計算即可。 24 經(jīng)典力學和量子力學的比較 經(jīng)典力學 量子力學 研究對象 宏觀 微觀 運動方程 Newton、 Maxwell Schr246。dinger 運動過程 連續(xù)運動 非連續(xù) 力學量 x/p確定，其它確定 確定值 多個力學量（算符） 以概率形式取分立值 勢壘 勢壘貫穿（半導體器件） 完全反射 軌道
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