2020高考量子力学与科学家的知识点

2019-10-22 08:18
和记娱乐 来源:和记h88
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  2020年高考即将开战,你准备好了吗?对于高中物理成绩不好的同学来说,熟悉复习资料的积累要随时整理。高考网小编为各位考生整理了一些高考物理必备的知识点,供大家参考阅读!

  量子力学是描述微观物质的理论,与一起被认为是现代物理学的两大基本支柱,许多物理学理论和科学如原子物理学、固体物理学、核物理学和粒子物理学以及其它相关的学科都是以量子力学为基础所进行的。

  19世纪末,经典力学和经典电动力学在描述高速、微观领域时的不足越来越明显。人们认识到经典力学的适用范围:只适用于低速运动,不适用于高速运动;只适用于宏观世界,不适用于微观世界。19世纪末到20世纪初,人们相继发现了电子、质子、中子等微观粒子,超出宏观的日常生活经验的领域,发现它们不仅具有粒子性,而且具有波动性,它们的运动规律难以用经典力学描述。

  量子力学是研究物质世界微观粒子运动规律的物理学分支,主要研究原子、、凝聚态物质,以及原子核和基本粒子的结构、性质的基础理论它与一起构成现代物理学的理论基础。量子力学不仅是现代物理学的基础理论之一,而且在化学等学科和许多近代技术中得到广泛应用。

  19世纪末,人们发现旧有的经典理论无释微观系统,于是经由物理学家的努力,在20世纪初创立量子力学,解释了这些现象。量子力学从根本上改变人类对物质结构及其相互作用的理解。除了广义描写的引力以外,迄今所有基本相互作用均可以在量子力学的框架内描述(量子场论)。

  量子力学可以算作是被验证的最严密的物理理论之一了。至今为止,所有的实验数据均无法量子力学。大多数物理学家认为,它“几乎”在所有情况下,正确地描写能量和物质的物质。虽然如此,量子力学中,依然存在着概念上的弱点和缺陷,除上述的的量子理论的缺乏外,至今为止对量子力学的解释存在着争议。

  量子力学是在20世纪初由马克斯普朗克、尼尔斯玻尔、沃纳海森堡、埃尔温薛定谔、沃尔夫冈泡利、易德布罗意、马克斯玻恩、恩里科费米、保罗狄拉克、阿尔伯特爱因斯坦、康普顿等一大批物理学家共同创立的。

  量子力学的发展性地改变了人们对物质的结构以及其相互作用的认识。量子力学得以解释许多现象和预言新的、无法直接想象出来的现象,这些现象后来也被非常精确的实验证明。除通过广义描写的引力外,至今所有其它物理基本相互作用均可以在量子力学的框架内描写(量子场论)。

  1900年,普朗克提出辐射量子,假定电和物质交换能量是以间断的形式(能量子)实现的,能量子的大小同辐射频率成正比,比例称为普朗克,从而得出普朗克公式,正确地给出了黑体辐射能量分布。

  1905年,爱因斯坦引进光量子(光子)的概念,并给出了光子的能量、动量与辐射的频率和波长的关系,成功地解释了光电效应。

  按照这个理论,原子中的电子只能在分立的轨道上运动,在轨道上运动时候电子既不吸收能量,也不放出能量。原子具有确定的能量,它所处的这种状态叫“定态”,而且原子只有从一个定态到另一个定态,才能吸收或辐射能量。这个理论虽然有许多成功之处,对于进一步解释实验现象还有许多困难。

  在人们认识到光具有波动和微粒的二象性之后,为了解释一些经典理论无释的现象,法国物理学家德布罗意于1923年提出了物质波这一概念。

  德布罗意认为一切微观粒子均伴随着一个波,这就是所谓的德布罗意波。由于微观粒子具有波粒二象性,微观粒子所遵循的运动规律就不同于宏观物体的运动规律,描述微观粒子运动规律的量子力学也就不同于描述宏观物体运动规律的经典力学。当粒子的大小由微观过渡到宏观时,它所遵循的规律也由量子力学过渡到经典力学。

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