全面解读量子力学的“前世今生”,量子力学为何如此诡异?

丹麦物理学家玻尔坚信卢瑟福提出的有核原子模型理论,为了验证其正确性,玻尔利用量子假说解决了原子稳定性问题。他认识到,要准确描述原子现象,就必须彻底改造经典概念,因为经典电动力学并不适用于描述原子尺度的系统行为。1913年,玻尔在他的第二篇论文中将角动量量子化作为出发点处理氢原子状态问题,推导出了能量、角频率...

轰轰烈烈的量子力学革命,竟从一个默默无闻的小岛开始 | 墨子沙龙

1924年底泡利的一篇文章甚至完全没有提到轨道,在12月写给玻尔的一封信中他解释了为什么要这么做:“量子态的……能量和动量……比‘轨道’要真实得多……然而,我们决不能把原子放在我们先入为主的枷锁中。(在我看来,假设电子有运行轨道……就是一个这样的例子。)”不出所料,玻尔很难放弃他一手创立的描述方式,...

量子物理学(量子力学):定义与理论

就在那时,马克斯-普朗克提出了能量量子化的假设。他提出,发出的光的能量只有特定的数量或倍数,它不是连续的。能量是量化的。这一理论准确地解释和计算了来自黑体的能量。氢原子的量子化能级也证明了离散能级的存在。当一个受激电子上升到一个较高的能级时,就会回落,释放出只有特定能级的光子。量子物理学是对亚...

「名家专栏」华东师范大学徐信业教授及团队:量子理论产生与发展

1913年，玻尔（NielsBohr）提出了一种原子结构理论——玻尔理论。他假设电子只能在特定能级上维持稳定的运动，且电子在能级间跃迁时会吸收或释放能量。玻尔理论成功解释了氢原子光谱，但依然存在着局限性。海森堡将玻尔模型进行了推广，他认为物理理论应该是建立在可观测量上的，既然所有可观测的物理力学量都与两条玻尔...

被质疑“不该拿物理学奖”的诺奖得主,一生经历却足够拍一部《奥本...

我在一个父母都是物理学家的家庭中长大,因此对我来说,物理学不仅仅是一门学科。原子、对流层、原子核、一块玻璃、洗衣机、我的自行车、留声机、磁铁——这些都是偶然的课题。我核心的理念是:世界是可以理解的,你应该能够拆解任何东西,理解其组成部分之间的关系,进行实验,并在此基础上能够发展出对其行为的定量理...

探索| 物理学家的伟大贡献(中)

跃迁假设不仅解释了氢原子光谱的规律性,还为我们理解更复杂的原子和分子结构提供了基础(www.e993.com)2024年11月15日。它告诉我们,微观世界中的每一次变化都伴随着能量的精确交换,这种交换是量子化的、不连续的,与宏观世界的连续变化截然不同。核心观点三:玻尔轨道假设玻尔理论的第三个核心假设是玻尔轨道假设。这一假设进一步揭示了电子在原子中...

原子模型:玻尔与索末菲的恩怨情仇

当时对玻尔的原子模型构成直接挑战的一个重要实验事实是“斯塔克效应”,即德国物理学家约翰尼斯·斯塔克(JohannesStark)在1913年所发现的氢原子光谱线在电场的影响下会发生分裂的现象[4]。于是如何修改玻尔模型以解释新的实验结果就成了一个迫在眉睫的理论问题。作为一位已经45岁“高龄”的大学教授,索末菲在...

1932,物理学的奇迹之年丨展卷_澎湃号·湃客_澎湃新闻-The Paper

1929年玻尔提出,能量在原子核尺度上并不守恒,并希望这一假说能为那四个困扰物理学界的互不相干的问题提供一个统一的解释。然而到了1933年底,已经很明显,另外三个问题的答案也跟能量守不守恒没有关系。氮原子核的所谓错误统计问题由中子解决了,原子核β衰变有能量损失的问题通过中微子得到了解释,而最后一个问题,...

验证原子能级量子化的里程碑:弗兰克—赫兹实验

简要言之,弗兰克—赫兹实验结果的重大意义有三个层面。(1)验证了玻尔原子模型的普适性意义,即玻尔模型不是一个仅适用于描述氢原子光谱线的特殊性理论;玻尔提出的革命性能级量子化概念是微观世界的本质,是自然界的事实。(2)验证了普朗克提出的革命性黑体辐射能量公式E=hf,其中E为(某种谐振子)能量,h为普朗克常数,f...

科普|自旋的故事:从自旋起源到自旋手性

外斯分子场假设唯象地解释了自发磁化的现象：他猜测在物质的内部有一个神奇的“磁场”，这个磁场将原子磁矩整齐地排列起来，导致了宏观的自发磁化现象：即便没有外磁场存在，材料仍然表现出磁矩的有序排列(图3)。人们利用这一唯象的理论进行估计发现，如果温度达到一个特定的温度(居里温度)时，自发磁化就会消失，此时...