量子力學(xué)的誕生

量子力學(xué)的誕生是體現(xiàn)事物發(fā)展的常規(guī)邏輯的,不像萬(wàn)有引力那樣擁有牛頓被“蘋果”砸了的童話故事,也不像相對(duì)論一樣在愛(ài)因斯坦腦子中形成,它是許許多多物理學(xué)家(可能也有其他人)智慧的結(jié)晶,經(jīng)典物理理論在幾個(gè)實(shí)驗(yàn)中面臨挑戰(zhàn),意味著原有的理論已經(jīng)不足以解釋這些新的現(xiàn)象了,量子力學(xué)出現(xiàn)了。

說(shuō)一下經(jīng)典物理面臨的挑戰(zhàn)是有必要,其中最著名的就是“黑體輻射”,它是經(jīng)典物理學(xué)上空的兩朵“烏云”之一(另一朵是關(guān)于亞里士多德提出的“以太”,在此不贅述,有興趣可以自行了解)。首先得清楚幾個(gè)概念:何為黑體?指的是物理上一種理想空腔,它能將射入其內(nèi)的電磁波完全吸收(不會(huì)反射或者投射)。對(duì)比黑洞,人們耳熟能詳,也更加感興趣,通俗的說(shuō)法是光都無(wú)法逃逸的一種天體。何為黑體輻射?黑體在吸收電磁波的同時(shí)也會(huì)以電磁波的形式輻射出自身的能量,最終處于熱力學(xué)平衡。黑體的特點(diǎn)就在于輻射光譜和材料本身的物理性質(zhì)無(wú)關(guān),只與溫度有關(guān)。溫度越高,光譜中藍(lán)色光越多紅色光越少,按照經(jīng)典理論推出的公式(瑞利-金斯定律)有一個(gè)不符合實(shí)驗(yàn)的結(jié)果,頻率趨向無(wú)窮時(shí),能量同時(shí)也會(huì)趨向無(wú)窮(被稱為“紫外災(zāi)難”)。

解決這個(gè)難題的是康普頓,他將物體中的原子看作微小的量子諧振子,由此不得不假設(shè)這些量子諧振子的總能量不是連續(xù)的,只能是離散的數(shù)值(經(jīng)典物理學(xué)的觀點(diǎn)認(rèn)為是連續(xù)的),并且單獨(dú)量子諧振子吸收和放射的輻射能也是量子化的。用我們老師的一句話說(shuō), “子”這個(gè)字造的太好了,它代表的是獨(dú)立的不可再分隔的一個(gè)單元,理解了它就算是入門了量子力學(xué)。 “量子”指的是一個(gè)物理量存在最小的不可分割的基本單位,這個(gè)最小單位就叫作量子,且這個(gè)物理量是量子化的。

(相關(guān)推導(dǎo)我應(yīng)該會(huì)慢慢給出,畢竟一涉及公式,就很難科普,并且這篇的專業(yè)術(shù)語(yǔ)太多,是一次失敗的科普。)

參考:小時(shí)百科、百度百科...

撰后記:本人是一個(gè)徹頭徹尾的唯物主義者,但每天沒(méi)事干就都會(huì)想一些靈魂生命的事情,只有兩個(gè)字形容——“神奇”。但這種出于感覺(jué)的形容一點(diǎn)都不唯物,所以為了知道這其中的秘密,為了從底層揭示出生命的本質(zhì),要學(xué)好量子,有種感覺(jué),答案就在量子中。好吧,又是感覺(jué),感覺(jué)來(lái)的到底是在很多條件約束下確定的,還是也有它的波函數(shù)呢,不得而知。感興趣這樣不正經(jīng)的東西,真的讓人煩惱,果然吧,物理的盡頭是神學(xué),可我剛開(kāi)始就去接近神學(xué),這可能就是我不愛(ài)理解概念,不愛(ài)推公式,卻對(duì)物理近乎執(zhí)著喜歡的原因吧。先學(xué)好量子吧,以后厲害了,自己開(kāi)設(shè)量子生態(tài)系統(tǒng),畢竟在沒(méi)有話語(yǔ)權(quán)的時(shí)候,第一步都是先掌握話語(yǔ)權(quán),沒(méi)掌握就說(shuō)要么說(shuō)的連自己都說(shuō)服不了,要么就是真理被人嘲笑。都是人間悲劇,還是穩(wěn)扎穩(wěn)打,學(xué)會(huì)人類智慧的結(jié)晶之后再發(fā)展自己的智慧吧,也希望自己能有那樣的日子,并且在那樣的日子里我的頭腦還保持清醒,還能擺脫已知的約束,擁有自己的智慧。

?著作權(quán)歸作者所有,轉(zhuǎn)載或內(nèi)容合作請(qǐng)聯(lián)系作者
【社區(qū)內(nèi)容提示】社區(qū)部分內(nèi)容疑似由AI輔助生成,瀏覽時(shí)請(qǐng)結(jié)合常識(shí)與多方信息審慎甄別。
平臺(tái)聲明:文章內(nèi)容(如有圖片或視頻亦包括在內(nèi))由作者上傳并發(fā)布,文章內(nèi)容僅代表作者本人觀點(diǎn),簡(jiǎn)書系信息發(fā)布平臺(tái),僅提供信息存儲(chǔ)服務(wù)。

相關(guān)閱讀更多精彩內(nèi)容

友情鏈接更多精彩內(nèi)容