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量子理论诞生和发展的那些事(15):电子的布洛赫波和量子的穿隧效应作者:张天蓉如何诠释量子力学?即首先解出真空中自由电子(势场为0)的波函数及能量本征值,然后将影响电子运动的晶格的周期势场当作一个微扰,从而得到了晶格中电子运动的薛定谔方程的近似解。在布洛赫看来,晶格中电子的波函数只不过是真空中自由电子的波函数(振幅)被晶...
量子理论诞生和发展的那些事(16):EPR佯谬和玻尔的反击。人们将其称为EPR论文——“EPR”是3位作者名字的第一个字母。EPR文章中描述的A粒子和B粒子的双粒子纠缠态,是一个相互联系的整体,对其中任何一个粒子的测量,必定会扰动原先作为整体的另一个粒子的状态。总之,EPR论证未被玻尔接受,玻尔的反驳也不能令爱因斯坦信服,他们围绕量子力...
量子理论诞生和发展的那些事(14):群龙再聚首的第六次索尔维会议。玻尔当时的确被爱因斯坦的挑战给惊呆了。第二天,玻尔居然''以其人之道,還治其人之身’,他找到了一段最精彩的說辞,即用爱因斯坦他自己的广义相对论理论来指出爱因斯坦这一思想实验的缺陷。若干年后,玻尔这样写道:“与爱因斯坦在1930年索尔维会议重逢, 我们的争...
量子理论诞生和发展的那些事(12):第五次索尔维会。浪漫一点说,他们各自身怀特技,与会时都带了独门法宝:玻尔有“氢原子模型”,玻恩有“量子概率”,德布罗意有“物质波”,康普顿有“散射效应”,狄拉克的“方程”仍在修炼中,但他也带了“算符”,薛定谔有“波动方程”,布拉格有“晶体”模型,海森堡和泡利有“测不准原理”和“不相容...
量子力学中有两种类型的全同粒子:玻色子和费米子——以玻色和费米这两位物理学家的名字分别命名的粒子,它们服从两种不同的量子统计规律。他是一位非常著名的物理学家,物理领域以费米命名的物理概念或对象有很多,诸如费米子、费米面、费米-狄拉克方程、费米-狄拉克统计、费米实验室、费米悖论......,还有100号化学元素“镄”、美国芝加哥著...
量子理论诞生和发展的那些事(11):玻尔兹曼和他的得意门生埃伦菲斯特。玻尔兹曼研究分子运动论,其中包括气体分子运动速度的麦克斯韦-玻尔兹曼分布,能量的麦克斯韦-玻尔兹曼统计和玻尔兹曼分布。曾经 “厌恶热力学”的普朗克受玻尔兹曼影响,在关于黑体辐射量子论的工作中,他应用玻尔兹曼的统计力学得出了辐射定律。埃伦费斯特在维也纳大学...
最美的公式:你也能懂的麦克斯韦方程组。但是,高斯电场定律的核心思想是通过闭合曲面的电通量跟曲面包含的电荷量成正比,我们这里得到的只是一个电场通过一个平面的电通量,一个平面和一个闭合曲面还是有相当大的区别的。然后,我们可以类比高斯电场定律的思想“通过闭合曲面的电通量跟这个曲面包含的电荷量成正比”,建立一个高斯磁场定律,...
量子理论诞生和发展的那些事(10):用数学美装点量子妖精的狄拉克。在另一场合杨先生还用高适《答侯少府》中的诗句“性灵出万象,风骨超常伦”来描述狄拉克方程和反粒子理论,他认为狄拉克方程确实包罗万象,又能让人感受到其中喷发而出的灵感。在狄拉克将旋量的概念引进量子力学的前一年,泡利曾用‘旋量’解释电子的自旋,但狄拉克方程更系...
量子理论诞生和发展的那些事(9):钟情于晶格动力学 为量子力学奠基的玻恩。玻恩运用玻尔半量子化的理论研究晶体,得出一些与实验相违背的结果,这使玻恩确信旧量子论存在严重问题,必须重建新理论。当玻恩对薛定谔方程的解提出 “概率解释”之后,海森堡还曾经写信给玻恩说他背叛了矩阵力学。爱因斯坦虽然不满意玻恩的概率解释,仍然于1928年...
量子理论诞生和发展的那些事(8):薛定谔的波动方程和他虚拟的“量子猫”图:薛定谔方程的导出。薛定谔曾经试图用上述相对论总能量公式来构建方程,但因为其左边是E的平方,相应的算符便包含对时间的2阶偏导,这样构成的方程实际上就是后来的克莱因-高登方程。薛定谔方程是薛定谔对量子力学的最大贡献,但广大民众熟知薛定谔的是一部有关他的...
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