量子力學與諾貝爾獎光信息科學與技術

0310333劉世松0310336彭建強0310348張磊量子力學與諾貝爾獎光1量子力學是20世紀物理學的劃時代成就,沒有量子力學和相對論的創(chuàng)立,就沒有人類的現(xiàn)代文明.毫無疑問,量子力學是人類科學發(fā)展史上的偉大篇章,現(xiàn)在就讓我們懷戀一下眷寫這偉大篇章的偉大人們:

量子力學的諾貝爾獎獲得者們!

量子力學是20世紀物理學的劃時代成就,沒有量子力學和相對論的2普朗克1918年諾貝爾獎獲得者普朗克(MaxKarlErnstLudwigPlanck,1858～1947)德國理論物理學家。量子論的奠基人之一。普朗克1918年諾貝爾獎獲得者普朗克(MaxKarl31900年,普朗克在黑體輻射研究中引人能量量子概念，普朗克認為在黑體輻射中能量是一分一份的,即E=HV,并提出了著名的黑體輻射公式

u(ν、T)=8πν2/c3·hν/(ehν/kT-1)普朗克一生著述甚多，有《普通熱化學概論》、《熱力學講義》、《能量守恒原理》、《熱輻射理論》、《理論物理學導論》、《熱學理論》、《物理學論文與講演集》、《物理學的哲學》等。1900年,普朗克在黑體輻射研究中引人能量量子概念4艾伯特·愛因斯坦1921年諾貝爾獎艾伯特·愛因斯坦（1879-1955）20世紀最偉大的科學家。1905年,年僅26歲提出了光量子的概念，得出了光電效應的基本定律，并揭示了光的波粒二重性本質，為量子力學的建立奠定了基礎。為此榮獲1921年度的諾貝爾物理學獎。艾伯特·愛因斯坦1921年諾貝爾獎艾伯特·愛因斯坦5愛因斯坦還證明了熱的分子運動論，提出了測定分子大小的新方法;提出了狹義相對論，對牛頓的力學體系和絕對時空觀進行了根本性的變革。他指出物質運動與時間、空間不是各自孤立地存在著的，而是有機地聯(lián)系在一起，密不可分的。他認為物體不是只有三維空間（長、寬、厚），而是有四維（加上時間這一維空間）。根據(jù)狹義相對論的原理，他推導出了著名的質能關系式E=mc2，從而揭示了原子內部所蘊藏的巨大能量的秘密。愛因斯坦還證明了熱的分子運動論，提出了測定分子大小的新方法;6愛因斯坦還創(chuàng)立了廣義相對論（1916年完成了總結性論文《廣義相對論基礎》）。廣義相對論是一個關于引力的理論，它在狹義相對論的基礎上進一步揭示了時空結構同物質分布的關系，指出了物質間所存在的萬有引力，是由于物質的存在和分布使時間和空間的性質不均勻（即時空彎曲）而引起的。1917年，他的論文《根據(jù)廣義相對論對宇宙學所作的考察》，成為現(xiàn)代宇宙學開創(chuàng)性文獻。愛因斯坦還創(chuàng)立了廣義相對論（1916年完成了總結性論文《廣義7尼爾斯·波爾

1922年諾貝爾獎尼爾斯·波爾(1885-1962）1913年,為解釋原子吸收和發(fā)射，波爾把盧塞福的有核原子模型和普朗克的量子論結合起來，提出了著名的“波爾理論”——原子的定態(tài)假設和頻率法則，成功地解釋了氫原子的光譜規(guī)律。他認為，最簡單的氫原子具有確定的、量子化的能級。他假設，電子只有從一個允許能級向另一個較低能級躍遷時才輻射能量，而原子也只能以量子（hν）化的形式吸收能量這里的hν對應于兩個允許能級的能量差。尼爾斯·波爾1922年諾貝爾獎尼爾斯·波爾(1885-8德布羅意1929年諾貝爾物理學獎

德布羅意(1892～1989)法國物理學家1923年9～10月間，德布羅意連續(xù)在《法國科學院通報》上發(fā)表三篇短文:《輻射──波和量子》、《光學──光量子、衍射和干涉》、《物理學──量子、氣體動理論及費馬原理》在1924年通過的博士論文《量子論研究》中他作了系統(tǒng)闡述，提出了德布羅意波（相波）理論。這一理論以后為薛定愕接受而導致了波動力學的建立。并且把愛因斯坦關于光的波粒二象性的思想加以擴展。他認為實物粒子如電子也具有物質周期過程的頻率，伴隨物體的運動也有由相位來定義的相波即德布羅意波，后來薛定愕解釋波函數(shù)的物理意義時稱為“物質波”。

德布羅意1929年諾貝爾物理學獎德布羅意(1892～9海森堡1932年諾貝爾獎海森堡（1901-1976）德國理論物理學家，矩陣力學的創(chuàng)建者，生于維爾茲堡。1925年海森堡發(fā)表第一篇矩陣力學的論文《關于運動學和動力學的量子力學解釋》，認為量子力學的問題不能直接用不可觀測的軌道來表述，應該采用躍遷幾率這類可以觀測的量來描述。接著，海森堡和玻恩、約爾丹一起進行研究，創(chuàng)立了矩陣力學。

1927年海森堡提出了測不準原理，即亞原子粒子的位置和動量不可能同時準確測量。1928年，海森堡用量子力學的交換現(xiàn)象，解釋了物質的鐵磁性問題。1929年，他與泡利提出相對論性量子場論。1932年海森堡提出質子和中子實際上是同一種粒子的兩種量子狀態(tài)。此外，海森堡還創(chuàng)立了粒子相互作用的散射矩陣理論S矩陣理論。

海森堡1932年諾貝爾獎海森堡（1901-1910狄拉克1933年諾貝爾獎狄拉克（1902～1984）英國理論物理學家，量子力學的創(chuàng)始人之一狄拉克在量子力學的理論基礎特別是普遍變換理論的建立方面，在相對論性電子理論的創(chuàng)立方面，以及在量子電動力學和量子場論的建立方面，都做出了重大的貢獻。1926～1927年，研究出量子力學的數(shù)學工具變換理論與費來名自獨立地提出具有半整數(shù)自旅粒子偽統(tǒng)計較（費米一狄拉克統(tǒng)計法）。1927年提出二次量子化方法。把量子論應用于電磁場，并得完第一個量子化場的模型，奠定了量子電動上學的基礎。1928年與海森伯合作，發(fā)現(xiàn)交換相互作用，引入交換力。同年，建立了相對論性電子理論，提出描寫電子運動并且滿足相對論不變性的波動方程（相對論量子力學）。1930年提出“空穴”理論，預言了即正電子的存在。狄拉克1933年諾貝爾獎狄拉克（1902～1984）111931年預言了反粒子的存在，電子一正電子對的產生和湮沒1931年提出關于“磁單極”存在的假設。論證了以磁單極為基礎的對稱量子電動力學存在的可能性。1932年與福克和波多利斯基共同提出多時理論。1933年提出反物質存在的假設。假定了真空極化效應的存在。1936年建立了主要是關于自由粒子的經典場的普遍理論。1937年提出了引力隨時間變化的假設。1942年為消除電子固有能量的無限大值而引人不定度規(guī)的概念。1962年提出u子的理論，在這個理論中u子被描寫為電子的振動狀態(tài)。此后，主要研究引力理論的哈密頓表述形式問題，以進一步把引力場量子化。1931年預言了反粒子的存在，電子一正電子對的產生和湮沒112薛定諤1933年諾貝爾獎薛定諤(1887～1961)奧地利理論物理學家，是波動力學的創(chuàng)始人。薛定諤于1926年獨立地創(chuàng)立了波動力學，提出了薛定諤方程，確定了波函數(shù)的變化規(guī)律。薛定諤的理論，與海森伯所發(fā)展的形式不同，但是薛定諤能夠證明它們在數(shù)學上是等價的。薛定諤波動方程提出之后，在微觀物理學中得到了廣泛的應用。薛定諤的許多科學論著中，以1927年和1928年發(fā)表的《波動力學論文集》和《關于波動力學的四次演講》最為著名。對于固體的比熱、統(tǒng)計熱力學、原子光譜、鐳、時間與空間等方面，他都發(fā)表過研究論文。

薛定諤1933年諾貝爾獎薛定諤(1887～1961)13泡利1945年諾貝爾獎泡利(1900～1958)瑞士籍奧地利理論物理學家1924年發(fā)表《關于原子中電子群閉合與光譜復雜結構的聯(lián)系》，提出泡利不相容原理：原子中不可能有兩個或兩個以上的電子處于同一量子態(tài)。泡利有成就的研究還有：相對論量子電動力學、基本粒子的自族與統(tǒng)計分布律的關系、氣體和金屬的順磁性（導致了金屬中的電子量子論）、把單粒子的波動理論推廣到多粒子、介子的解釋及核力等泡利1945年諾貝爾獎泡利(1900～1958)14波恩1954年諾貝爾獎波恩（1882-1970)著名的理論物理學家，量子力學的奠基人之一1954年因對量子力學的基礎研究，特別是對波函數(shù)所作的統(tǒng)計解釋獲得諾貝爾獎1923年開始，波恩致力于發(fā)展量子理論，海森伯當時是他的助教和合作者，1925年海森伯天才地提出其“關于運動學和力學關系的量子理論波恩當即看到海森伯理論的表達形式與矩陣代數(shù)相一致，隨后他和海森伯、約旦合作發(fā)表了長篇論文，以嚴整的數(shù)學形式全面系統(tǒng)的闡明了海森伯的理論。

波恩1954年諾貝爾獎波恩（1882-197015

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0310333劉世松0310336彭建強0310348張磊量子力學與諾貝爾獎光17量子力學是20世紀物理學的劃時代成就,沒有量子力學和相對論的創(chuàng)立,就沒有人類的現(xiàn)代文明.毫無疑問,量子力學是人類科學發(fā)展史上的偉大篇章,現(xiàn)在就讓我們懷戀一下眷寫這偉大篇章的偉大人們:

量子力學的諾貝爾獎獲得者們!

量子力學是20世紀物理學的劃時代成就,沒有量子力學和相對論的18普朗克1918年諾貝爾獎獲得者普朗克(MaxKarlErnstLudwigPlanck,1858～1947)德國理論物理學家。量子論的奠基人之一。普朗克1918年諾貝爾獎獲得者普朗克(MaxKarl191900年,普朗克在黑體輻射研究中引人能量量子概念，普朗克認為在黑體輻射中能量是一分一份的,即E=HV,并提出了著名的黑體輻射公式

u(ν、T)=8πν2/c3·hν/(ehν/kT-1)普朗克一生著述甚多，有《普通熱化學概論》、《熱力學講義》、《能量守恒原理》、《熱輻射理論》、《理論物理學導論》、《熱學理論》、《物理學論文與講演集》、《物理學的哲學》等。1900年,普朗克在黑體輻射研究中引人能量量子概念20艾伯特·愛因斯坦1921年諾貝爾獎艾伯特·愛因斯坦（1879-1955）20世紀最偉大的科學家。1905年,年僅26歲提出了光量子的概念，得出了光電效應的基本定律，并揭示了光的波粒二重性本質，為量子力學的建立奠定了基礎。為此榮獲1921年度的諾貝爾物理學獎。艾伯特·愛因斯坦1921年諾貝爾獎艾伯特·愛因斯坦21愛因斯坦還證明了熱的分子運動論，提出了測定分子大小的新方法;提出了狹義相對論，對牛頓的力學體系和絕對時空觀進行了根本性的變革。他指出物質運動與時間、空間不是各自孤立地存在著的，而是有機地聯(lián)系在一起，密不可分的。他認為物體不是只有三維空間（長、寬、厚），而是有四維（加上時間這一維空間）。根據(jù)狹義相對論的原理，他推導出了著名的質能關系式E=mc2，從而揭示了原子內部所蘊藏的巨大能量的秘密。愛因斯坦還證明了熱的分子運動論，提出了測定分子大小的新方法;22愛因斯坦還創(chuàng)立了廣義相對論（1916年完成了總結性論文《廣義相對論基礎》）。廣義相對論是一個關于引力的理論，它在狹義相對論的基礎上進一步揭示了時空結構同物質分布的關系，指出了物質間所存在的萬有引力，是由于物質的存在和分布使時間和空間的性質不均勻（即時空彎曲）而引起的。1917年，他的論文《根據(jù)廣義相對論對宇宙學所作的考察》，成為現(xiàn)代宇宙學開創(chuàng)性文獻。愛因斯坦還創(chuàng)立了廣義相對論（1916年完成了總結性論文《廣義23尼爾斯·波爾

1922年諾貝爾獎尼爾斯·波爾(1885-1962）1913年,為解釋原子吸收和發(fā)射，波爾把盧塞福的有核原子模型和普朗克的量子論結合起來，提出了著名的“波爾理論”——原子的定態(tài)假設和頻率法則，成功地解釋了氫原子的光譜規(guī)律。他認為，最簡單的氫原子具有確定的、量子化的能級。他假設，電子只有從一個允許能級向另一個較低能級躍遷時才輻射能量，而原子也只能以量子（hν）化的形式吸收能量這里的hν對應于兩個允許能級的能量差。尼爾斯·波爾1922年諾貝爾獎尼爾斯·波爾(1885-24德布羅意1929年諾貝爾物理學獎

德布羅意(1892～1989)法國物理學家1923年9～10月間，德布羅意連續(xù)在《法國科學院通報》上發(fā)表三篇短文:《輻射──波和量子》、《光學──光量子、衍射和干涉》、《物理學──量子、氣體動理論及費馬原理》在1924年通過的博士論文《量子論研究》中他作了系統(tǒng)闡述，提出了德布羅意波（相波）理論。這一理論以后為薛定愕接受而導致了波動力學的建立。并且把愛因斯坦關于光的波粒二象性的思想加以擴展。他認為實物粒子如電子也具有物質周期過程的頻率，伴隨物體的運動也有由相位來定義的相波即德布羅意波，后來薛定愕解釋波函數(shù)的物理意義時稱為“物質波”。

德布羅意1929年諾貝爾物理學獎德布羅意(1892～25海森堡1932年諾貝爾獎海森堡（1901-1976）德國理論物理學家，矩陣力學的創(chuàng)建者，生于維爾茲堡。1925年海森堡發(fā)表第一篇矩陣力學的論文《關于運動學和動力學的量子力學解釋》，認為量子力學的問題不能直接用不可觀測的軌道來表述，應該采用躍遷幾率這類可以觀測的量來描述。接著，海森堡和玻恩、約爾丹一起進行研究，創(chuàng)立了矩陣力學。

1927年海森堡提出了測不準原理，即亞原子粒子的位置和動量不可能同時準確測量。1928年，海森堡用量子力學的交換現(xiàn)象，解釋了物質的鐵磁性問題。1929年，他與泡利提出相對論性量子場論。1932年海森堡提出質子和中子實際上是同一種粒子的兩種量子狀態(tài)。此外，海森堡還創(chuàng)立了粒子相互作用的散射矩陣理論S矩陣理論。

海森堡1932年諾貝爾獎海森堡（1901-1926狄拉克1933年諾貝爾獎狄拉克（1902～1984）英國理論物理學家，量子力學的創(chuàng)始人之一狄拉克在量子力學的理論基礎特別是普遍變換理論的建立方面，在相對論性電子理論的創(chuàng)立方面，以及在量子電動力學和量子場論的建立方面，都做出了重大的貢獻。1926～1927年，研究出量子力學的數(shù)學工具變換理論與費來名自獨立地提出具有半整數(shù)自旅粒子偽統(tǒng)計較（費米一狄拉克統(tǒng)計法）。1927年提出二次量子化方法。把量子論應用于電磁場，并得完第一個量子化場的模型，奠定了量子電動上學的基礎。1928年與海森伯合作，發(fā)現(xiàn)交換相互作用，引入交換力。同年，建立了相對論性電子理論，提出描寫電子運動并且滿足相對論不變性的波動方程（相對論量子力學）。1930年提出“空穴”理論，預言了即正電子的存在。狄拉克1933年諾貝爾獎狄拉克（1902～1984）271931年預言了反粒子的存在，電子一正電子對的產生和湮沒1931年提出關于“磁單極”存在的假設。論證了以磁單極為基礎的對稱量子電動力學存在的可能性。1932年與?？撕筒ǘ嗬够餐岢龆鄷r理論。1933年提出反物質存在的假設。假定了真空極化效應的存在。1936年建立了主要是關于自由粒子的經典場的普遍理論。1937年提出了引力隨時間變化的假設。1942年為消除電子固有能量的無限大值而引人不定度規(guī)的概念。1962年提出u子的理論，在這個理論中u子被描寫為電子的振動狀態(tài)。此后，主要研究引力理論的哈密頓表述形式問題，以進一步把引力場量子化。1931年預言了反粒子的存在，電子一正電子對的產生和湮沒128薛定諤1933年諾貝爾獎薛定諤(1887～1961)奧地利理論物理學家，是波動力學的創(chuàng)始人。薛定諤于1926年獨立地創(chuàng)立了波動力