1、19世紀末20世紀初，出現(xiàn)了經(jīng)典物理學無法解釋的物理現(xiàn)象或過程，主要包括：原子穩(wěn)定性及其線性譜?；诜e累的認識，我們周圍的存在不是粒子就是波，或者波就是粒子。到19世紀末，經(jīng)典物理理論已經(jīng)建立：經(jīng)典電磁理論、經(jīng)典力學和經(jīng)典統(tǒng)計物理。但是，黑體輻射、光電效應、物體比熱、康普頓散射，微觀粒子的經(jīng)典理論是錯誤的，正確描述微觀粒子運動規(guī)律的理論是什么，量子力學，第二章，如何建立微觀粒子理論？研究現(xiàn)象需要回答的基本問題，為什么，什么，如何，描述量，物理量，運動方程，物理理論，物理理論的邏輯結構，大學物理課程的各個分支：力學，熱力學，電磁學等?？梢哉J為是通過回答上述三個基本問題而建立起來的，這三個基本問題

2、相互之間的研究對象、力學坐標系、位置向量、位移、速度、加速度、動量、角動量、能量、牛頓運動方程、建立量子力學需要回答哪些基本問題？如何描述微觀粒子的狀態(tài)？微觀粒子的運動特征和性質(zhì)是什么，它們的狀態(tài)是如何變化的？描述動力學特征、基本物理量、其他物理量，例如為什么、什么、如何以及如何建立關于微觀粒子的理論。實驗、假設、邏輯推理、經(jīng)典物理學(尤其是經(jīng)典力學)、量子力學的基本原理、解答關于微觀粒子的基本問題、推廣和觀察、第3章、微觀系統(tǒng)運動特性的表征、第5章、能量本征值問題(嚴格解)、第4章、微觀系統(tǒng)狀態(tài)變化的基本規(guī)律、第2章、物質(zhì)的波粒二象性及其描述、第7章、量子第6章自旋和原子、基本原理、基本方法

3、、基本原理、第2章量子力學、 2.1物理粒子的波粒二象性，第2章物質(zhì)的波粒二象性及其描述，2.2描述波粒二象性的波函數(shù)，2.3自由粒子，2.4統(tǒng)計解釋決定了波函數(shù)的分析性質(zhì)，微觀粒子運動的本質(zhì)特征是什么？ 根據(jù)經(jīng)典物理學，微觀粒子(粒子)在空間運動時有確定的軌道。例如，以某一初始速度進入均勻電場的電子通常以拋物線運動。我們?nèi)绾沃肋@個關于微觀粒子運動本質(zhì)的結論？根據(jù)微小粒子的運動假設，牛頓力學和電磁學的計算，以及微觀粒子和宏觀物體相互作用的結果，人類從來沒有直接觀察過微觀粒子的運動軌跡！結論是否正確和全面？事實上，由于存在經(jīng)典物理學無法解釋的涉及微觀粒子的過程和現(xiàn)象，這表明在理解經(jīng)典物理學中微

4、觀粒子的運動性質(zhì)方面存在問題。第二章：物質(zhì)的波粒二象性及其描述；2.1 .物理粒子的波粒二象性和物質(zhì)波的實驗：1.光的波粒二象性。麥克斯韋1865年的電磁理論和赫茲1888年的實驗證實了電磁波的存在，從而揭示了光的電磁本質(zhì)。早在公元前，中國的翟墨和希臘的歐幾里德就提出了光的直線傳播！基于此，人們建立了幾何光學，并且很早，人們就提出了光粒子理論。然而，例如，黑體輻射是電磁波，而對黑體輻射實驗規(guī)律的理解導致普朗克提出了腔壁振蕩器能量量子化的假設(1900 . 12 . 14)；光的粒子性質(zhì)，密立根實驗(1905-1915)和康普頓散射(1923)直接證實了光的粒子性質(zhì)。光電效應的解釋導致愛因斯坦提

5、出輻射場的光量子假說(1905)，其本身是由光量子組成的。每個光量子的能量E與輻射頻率n之間的關系是m0=0，E=h n h=6.62607510 -34 J .s，光子以光速運動。(角動量量綱的作用量)，光和物質(zhì)之間的相互作用，可見光或紫外光，x光，射線(1900)，(例如，物質(zhì)的照射，光電效應(外部或內(nèi)部)，康普頓散射，正負電子對的產(chǎn)生也直接證實了遵循能量、電荷和動量守恒的光的粒子性質(zhì)。因此，趙忠堯(1930)的這個實驗發(fā)現(xiàn)(1932)也證實了光的粒子性質(zhì)。如何理解光的粒度和波動？1909年，愛因斯坦提出光速就是光速，而充分描述其波粒二象性的理論是量子場論中量子電動力學的一部分。光的波粒二

6、象性是：1926年，劉易斯將其命名為“光子”。1923年，德布羅意進一步闡述了光的波粒二象性，認為在光的理論研究中，粒子和周期性的概念必須同時引入，光本身也必須同時考慮。谷歌搜索：劉易斯，在19世紀之前，是粒子還是波？波粒二象性受輕粒子理論支配。19世紀，光波理論得到了證實。20世紀初，光的顆粒性、波粒二象性和波粒二象性得到了證實。在理解了人類理解光的本質(zhì)的過程之后，你對微觀粒子的本質(zhì)有什么猜測？光，線性傳播，空間延伸，粒子，線性運動，可以在任何地方。人類對光的本質(zhì)的理解：它不僅僅是粒子，也不僅僅是波！但同時，2。德布羅意物質(zhì)波假說(Nature112(1923)540)，物理粒子(靜止質(zhì)量為

7、m00的粒子)也可能具有波動性，也就是說，像光一樣，它們也具有波動粒子的二重性。這兩個方面必須有相似的關系，并且普朗克常數(shù)必須出現(xiàn)在其中；與具有確定能量e和確定動量p的物理粒子相關的物質(zhì)波的頻率和波長分別是，n=e/h，l=h/p，w=2pn=e/。德布羅意進一步闡述了光的波粒二象性，對幾何光學和經(jīng)典力學做了詳細的類比，深入分析了這兩個物理學分支之間的對應關系，并提出了物質(zhì)波假說。K=2p/l=p/。第三，物質(zhì)波假說的實驗證實：1 .1927年，美國的戴維孫和熱爾將電子束投射到鎳單晶上，并進行了類似x光衍射的實驗。實踐是檢驗真理的唯一標準！1.散射電子束的強度隨散射角的變化而變化，有些值有最大

8、值，這與x光衍射現(xiàn)象相同；2.根據(jù)對應于散射電子束的最大強度的散射角，由布拉格公式計算的波長與由德布羅意關系計算的入射電子的波長相同。證實了德布羅意關系的正確性，并發(fā)現(xiàn)：(自然119，558 (1927)，物理雜志30，706(1927)，電子衍射實驗通過多晶金膜，2。同年(1927年)，喬治湯普森在鋁上照射了陰極射線。羅伊。足球。倫敦A 117，600 (1928)，金屬薄膜的電子衍射實驗圖形與粉末法的x光衍射圖形非常相似，與德布羅意關系預測的結果的數(shù)值誤差為5%。Markus Arndt等，C60分子束的光柵衍射，(Nature 401，680(1999)，含60個碳原子的C60分子，質(zhì)量

9、大，結構復雜，內(nèi)部自由度多，與環(huán)境耦合，準經(jīng)典系統(tǒng)，實驗裝置圖(未按比例)。中性熱C60分子束從噴嘴為0.33毫米、0.33毫米、0.3毫米、0.25毫米的高溫爐中以約1000千米的速度射出，穿過兩個0.01毫米、5毫米的準直狹縫，間隔1.04米，穿過0.1米后穿過狹縫間距為100納米、狹縫寬度為50納米的衍射光柵，然后穿過1.25米到達空間位置分辨率探測器。3。1999年，Markus Arndt等人，C60分子束的光柵衍射，(nature 401，680 (1999)，C60分子的干涉圖樣，位置(m)，每50秒計數(shù)，每秒計數(shù)，圖a，實驗記錄(圓)和擬合結果圖b是干涉裝置中沒有光柵的C60分

10、子束的截面圖。4，卡皮扎-狄拉克效應：電子的光駐波衍射，(1933年提出)，(NATURE 413，142(2001)，電子的光柵衍射裝置示意圖。從電子槍發(fā)射的380電子伏特的電子束穿過兩個寬度為10微米、彼此相距24厘米的準直鉬狹縫，然后被第三個狹縫切割成高度等于約1厘米激光束腰寬的電子束，然后發(fā)射到激光駐波區(qū)。在離激光駐波區(qū)24厘米處有一個寬度為10微米的可移動狹縫，它可以確定進入電子探測器的電子來自哪里。電子束的測量寬度為25微米。為了獲得足夠高的強度，在實驗中使用的方向上傳播的兩個激光束是10納秒的釹：釔：鋁石榴石激光器。每列激光束的波長為532納米，腰部直徑為125微米。激光駐波存在

11、和不存在時的觀測結果。4.卡皮扎-狄拉克效應：電子的光駐波衍射(1933年提出)，5。物質(zhì)波假說的其他實驗證實，在1929年，艾斯特在1936年，米切爾和鮑爾斯通過晶體衍射實驗證明中子具有易變性。1994年觀察到范德瓦爾斯團簇干涉現(xiàn)象。1961年，詹森成功地觀察到了電子的單縫和雙縫衍射圖樣；1969年，中性鉀原子單縫衍射實驗成功實現(xiàn)；1975年，中子干涉實驗成功實現(xiàn)；1997年，用電磁駐波作為光柵觀察了原子的光柵衍射圖；(自然388，827(1997)，(自然54，425(1975)，(科學266，1345(1994)，(Am。J. Phys. 37，905(1969)，(Z.Phys. 61

12、，95(1930)，(C.R. Acad .Sci.203，73(1936)；Phys. Rev. 50，486 (1936)。1932年，E. ruska設計了世界上第一臺電子顯微鏡。粒子揮發(fā)性的實驗和應用使我們不得不接受粒子具有揮發(fā)性的事實。也就是說，物理粒子具有波粒二象性。物理粒子既有顆粒又有波動。光具有揮發(fā)性和粒子性。該字段具有波動性和粒度。任何物質(zhì)都是揮發(fā)性和顆粒狀的。物理粒子和場之間沒有本質(zhì)的區(qū)別。物理粒子，場，量子場論，很難理解物理粒子的波粒二象性，1粒子的物質(zhì)波不是某種物質(zhì)波包，不是某種粒子的實際結構，波包：是各種波長的平面波的某種疊加，(1)物質(zhì)波包會傳播。例如，非相對論自由

13、粒子的物質(zhì)波包將變成脂肪3360，波包：大物體3，P13密波：聲波，縱波3，P3，(2)粒子物質(zhì)波包的衍射波向空間的各個方向傳播，而衍射波包只有一部分向各個方向觀察，即只有“一部分粒子”，這與一次觀察一個粒子的實驗結果相矛盾。粒子的物質(zhì)波不是由分布在空間的大量粒子形成的密度波。在粒子衍射實驗中，極弱入射粒子流的衍射圖樣在足夠長的時間后仍然出現(xiàn)，這表明單個粒子存在波動。物質(zhì)波，物質(zhì)波包，夸大了物質(zhì)的揮發(fā)性，粒子密度波，夸大了物質(zhì)的粒子性質(zhì)，2.2，波函數(shù)及其統(tǒng)計解釋，兩粒子性質(zhì)和揮發(fā)性的本質(zhì)，粒子性質(zhì)，粒子性質(zhì)，I，質(zhì)量和電荷等。經(jīng)實驗證實，ii。精確的軌道，直觀的經(jīng)驗，波動性，波動與波的相干疊

14、加有關，但不一定與真實物理量的空間分布的周期性變化有關。物理粒子既有粒子性質(zhì)又有波動性質(zhì)，既不是經(jīng)典粒子，也不是經(jīng)典波動。漲落和粒子是物理粒子的兩個不同方面?？梢哉f它既像粒子又像波。特殊性和易變性源于人類在宏觀世界的生產(chǎn)、實驗和日常生活中形成的直觀體驗，而對微觀對象的理解是通過其與宏觀對象的相互作用來實現(xiàn)的，從而形成了對實際對象是顆粒狀還是易變性的理解。因此，微觀物體的真實行為和運動規(guī)律很可能與我們現(xiàn)有的觀念相矛盾。因此，我們應該根據(jù)實驗事實，合理地分析、思考和理解微觀物體的波粒二象性，而不應該發(fā)現(xiàn)與之相關的性質(zhì)、規(guī)律和現(xiàn)象與我們的經(jīng)典概念相矛盾，并拋棄它或混淆。由于物理粒子的波粒二象性已經(jīng)被

15、實驗所證實，我們不得不承認：楊氏雙縫干涉是一個經(jīng)典的波動光學實驗。早在1927年，玻爾和愛因斯坦就以電子雙縫干涉實驗為例討論了量子力學的基本原理，這個例子已經(jīng)被無數(shù)教科書引用。然而，由于技術上的困難，這只是一個“意識形態(tài)實驗”，直到20世紀50年代末。3.理解物質(zhì)的波強度(波粒二象性的本質(zhì))現(xiàn)在，我們將分析電子的類楊氏雙縫干涉實驗來理解物質(zhì)的波強度。電子槍(由一根加熱的鎢絲和一個加速電極組成)用來發(fā)射電子到一個有雙縫的屏幕上，然后是一個接收電子的后擋板。首先，在它上面安裝一個可移動的探測器，它可以是一個蓋革計數(shù)器，或者更好的是，一個與揚聲器相連的電子倍增器。每當電子到達時，探測器就會發(fā)出咔嗒聲

16、。如圖a所示.在實驗中，我們可以發(fā)現(xiàn)咔噠聲的節(jié)奏是不規(guī)則的，但是長時間內(nèi)每個地方的平均咔噠聲數(shù)是近似恒定的，這與電子槍發(fā)射的電子電流強度成正比。為了避免過于密集的咔噠聲和難以計數(shù)，我們可以通過降低電子槍的加熱電流來降低電子的電流強度。我們甚至可以想象，電子電流是如此之弱，以致于在電流電子從電子槍開始并通過雙縫屏到達后擋板之前，后一個電子不會開始。一次只有一個電子通過儀器。此時，如果我們在后擋板上安裝了探測器，我們會發(fā)現(xiàn)一次只有一個探測器發(fā)出咔嗒聲。所有的咔噠聲都同樣強烈，而且兩個或更多的探測器不會同時發(fā)出微弱的咔噠聲。也就是說，就像子彈實驗一樣，電子是以“粒子”的形式被探測到的。現(xiàn)在蓋住接縫2，只允許電子通過接縫1。記錄后擋板上各處檢測到的電子數(shù)量。經(jīng)過長時間的數(shù)據(jù)積累，可以得到如圖B所示的電子沿x