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量子史話

量子史話. Lord Kalvin （ 1900 ） 『 在熱和光動力理論上空的 19 世紀烏雲 』 《 科學這艘船。在戰勝大量的 『 水下暗礁 』 和 『 猛烈風暴 』 之後，終於駛進了寧靜的海灣，所有最重要的問題都已得到解決，剩下的只是更詳細地解釋一些細節，以及反覆審核局部問題了。 》 牛頓力學 ： 海王星的發現； 馬克士威爾 ：電磁波. 1 、 Planck(1900) ：黑體輻射 (black body radiation). Wien(1894) ：高頻部份合適 Rayleigh(1900) ：低頻部份合適. Planck 公式： E=nhν.

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  1. 量子史話

  2. Lord Kalvin（1900） • 『在熱和光動力理論上空的19世紀烏雲』 • 《科學這艘船。在戰勝大量的『水下暗礁』和『猛烈風暴』之後，終於駛進了寧靜的海灣，所有最重要的問題都已得到解決，剩下的只是更詳細地解釋一些細節，以及反覆審核局部問題了。》 • 牛頓力學 ： 海王星的發現； • 馬克士威爾 ：電磁波

  3. 1、Planck(1900)：黑體輻射(black body radiation) Wien(1894)：高頻部份合適 Rayleigh(1900)：低頻部份合適

  4. Planck公式：E=nhν Planck常數：h=6.626x10 J‧s [能量]x[時間] =[動量]x[長度]

  5. 2、Einstein (1905)： 光電效應 • 光子(photon)：光的粒子說 • E=hν

  6. 3、Rutherford(1911)：原子模型 • Thomson：葡萄乾布丁模型 • Rutherford：太陽系原子模型 • α-質點散射實驗 • 穩定性問題

  7. 1885年，Balmer發現 λm = 364.56 m2 /(m2 - 4) 1890年，Rydberg發現 為雷德堡常數（Rydberg constant）

  8. 4、Bohr(1915)：氫原子模型 即電子在庫倫力的作用下，以圓形軌道繞著原子核做運動，其角動量L為 L= nh / 2π 氫原子能量： 能階躍遷： hν=Em-En 愛因斯坦：「物理中最高的音樂性。」 ( 希臘的「世界和諧」觀。)

  9. 7、Heisenberg(1925)：矩陣力學 放棄軌道概念，建立一個與古典力學相似，但是只有可觀察量(如光譜線頻率及強度)之間係的量子力學。 q (位置) , p(動量) ： Operator [q ,p]=qp -pq =iħ Born , Jordan Dirac

  10. 5、DeBroglie(1924)：物質波 • 電子electron ： • λ = h/p • E=hν • 晶體對電子的衍射實驗： • 美國大衛生（Clinton J. • Davidson, 1881-1958） • 英國小湯生(George P. • Thomson, 1892-1975, • 發現電子的J.J. Thomson 之子) • 波爾的「穩定狀態」是物質波的（環狀的） • 「駐波」

  11. 6、Schrodinger：(1925) 波動力學 • 波動方程式 • -(ħ2/2m)▽2ψ + V ψ= iħ∂ψ/∂t • p2/2m+ V = E • E→ iħ∂/∂t • p →－iħ▽ • 穩定狀態 • 躍遷時間 • 簡諧運動的能階： E=(n+ 1/2)hν • 氫原子能階

  12. Born(1926)：或然率解釋 • ∣ψ(x)∣2 • Heisenberg不確定關係(1927) • ∆px∆x≥ħ/2 • 哥本哈根觀點： • 一、概率解釋：古典因果關係的破壞 • 二、測不準原理：純粹客觀世界的不存在 • 三、互補原理：對象的表現形態取決於觀察方法 • 波、粒二象性

  13. 元素週期表： • Pauli：不相容原理 • Kronig, • Uhlenbeck & Goudsmit ： 自旋(spin)

  14. 10、大爭辯： • Schrodinger：「我但願當初沒有寫下那個式子。」 • Einstein：「上帝不會擲骰子。」 • Bohr：「愛因斯坦，你少對上帝發號施令。」 • 雙狹縫實驗 • 愛因斯坦光盒

  15. 几乎可以肯定，世界上没有第二张照片，能像这张一样，在一幅画面内集中了如此之多的、水平如此之高的人类精英。几乎可以肯定，世界上没有第二张照片，能像这张一样，在一幅画面内集中了如此之多的、水平如此之高的人类精英。

  16. 11、EPR(1935) • 愛因斯坦(A.Einstein) • 波多尔斯基(Boris Podolsky) • 罗森(Nathan Rosen)。 • 《量子力學對物理實在的描述可能是完備的嗎？》 • Bell 不等式

  17. 參考書： • 殷正坤：量子歷程 • 台灣高等教育出版社 • castor_v_pollux ：量子力學史話 • http://book.sina.com.cn/nzt/liangzishihua/index.shtml

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