2022-2023学年高二物理竞赛习题:关于量子力学的小结(共12张PPT)

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2022-2023学年高二物理竞赛习题:关于量子力学的小结(共12张PPT)

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关于量子力学的小结
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关于量子力学的小结
一. 一些重要的概念和规律
1. 两个重要概念 ——
波粒二象性概念和量子化概念
2. 一个重要的关系式 ——
不确定关系
3. 两个基本假设 ——
波函数的统计解释和薛定谔方程
4. 两个基本原理 ——
态的叠加原理和泡利不相容原理
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6. 一个重要的效应 ——
隧道效应
7. 三个重要的实验 ——
电子对晶体的衍射实验
电子对单缝的衍射及对双缝的干涉实验
施特恩—盖拉赫实验
5. 一个关键的常量 ——
普朗克常量
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二. 量子力学处理问题的方法
2. 力学量用算符表示
力学量算符由相应经典力学量的算符化得到
1. 量子体系的状态由波函数(概率幅)描述
3. 波函数满足力学量的本征方程
4. 根据波函数应满足的物理条件解本征方程,
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三. 量子物理和经典物理的关系
量子物理
经典物理
波动光学
几何光学
四. 关于量子力学的争论
哥本哈根学派:
玻尔、海森伯、玻恩、泡利等
反哥本哈根学派:
爱因斯坦、德布罗意、薛定谔等
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在玻尔研究所里
学术空气很浓,
玻尔演讲后与听
众踊跃讨论。
哥本哈根学派
“丹麦是我出生的地方,
是我的故乡,
是我心中的世界
开始的地方。”
卢瑟福的邀请
普朗克的邀请
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玻尔和他的五个儿子
右2为 阿格·玻尔,在1975年 获诺贝尔物理奖
(因对原子核结构的研究)
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哥本哈根学派的观点是:
① 波粒二象性是互补的(互补原理),波
② 量子力学是统计的理论。
③ 量子力学现有的形式和它的解释是完备的。
动性、粒子性不会出现在同一时空中。
粒子波动性的表现,原则上不可避免。
不确定关系是
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反对哥本哈根学派的观点是:
① 波、粒间的统计解释只对大量粒子系
② 量子力学现有体系并不完备,
③ 反对“不确定关系”。
“上帝是不会执骰子的”。
一步探索波、粒统一的本质。
应进
统有意义,
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1930年第六届索尔维国际会议上爱因斯坦和
爱因斯坦提出了“光盒子”的思想实验:
·
充满辐射
活门
x

开门时间 t 可准确控制,
辐射出的能量 E可由盒子上移 x而精确定出。
t 和 E 的测量互不干扰,可以做到 :
玻尔就不确定关系展开了争论。
( E= mc2, m可由
x 定出)
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爱因斯坦和玻尔两人争论后正陷入沉思之中
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玻尔等指出,根据广义相对论,时间和引力
到目前为止,争论仍在进行。
“目前只能讨论概率。
但是爱因斯坦仍然认为量子力学的统计理论
费曼(1965,Nob)在他的讲义中写道:
由此可得出
虽然是‘目前’,
但非常可
非常可能永远无法解决这个疑难,
非常可能自然界就是如此。”
能永远如此,
应是相关的,
只是一种权宜之计,并非最终的理论。

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