• 首页>范文 > 范文
  • 量子力学开题报告范文

    关于量子力学的研究和发展的文章

    有人引用量子力学中的随机性支持自由意志说,但是第一,这种微观尺度上的随机性和通常意义下的宏观的自由意志之间仍然有着难以逾越的距离;第二,这种随机性是否不可约简(irreducible)还难以证明,因为人们在微观尺度上的观察能力仍然有限。

    自然界是否真有随机性还是一个悬而未决的问题。统计学中的许多随机事件的例子,严格说来实为决定性的。

    量子力学是研究微观粒子的运动规律的物理学分支学科,它主要研究原子、分子、凝聚态物质,以及原子核和基本粒子的结构、性质的基础理论,它与相对论一起构成了现代物理学的理论基础。量子力学不仅是近代物理学的基础理论之一,而且在化学等有关学科和许多近代技术中也得到了广泛的应用。

    量子力学的发展简史量子力学是在旧量子论的基础上发展起来的。旧量子论包括普朗克的量子假说、爱因斯坦的光量子理论和玻尔的原子理论。

    1900年,普朗克提出辐射量子假说,假定电磁场和物质交换能量是以间断的形式(能量子)实现的,能量子的大小同辐射频率成正比,比例常数称为普朗克常数,从而得出黑体辐射能量分布公式,成功地解释了黑体辐射现象。1905年,爱因斯坦引进光量子(光子)的概念,并给出了光子的能量、动量与辐射的频率和波长的关系,成功地解释了光电效应。

    其后,他又提出固体的振动能量也是量子化的,从而解释了低温下固体比热问题。1913年,玻尔在卢瑟福有核原子模型的基础上建立起原子的量子理论。

    按照这个理论,原子中的电子只能在分立的轨道上运动,原子具有确定的能量,它所处的这种状态叫“定态”,而且原子只有从一个定态到另一个定态,才能吸收或辐射能量。这个理论虽然有许多成功之处,但对于进一步解释实验现象还有许多困难。

    在人们认识到光具有波动和微粒的二象性之后,为了解释一些经典理论无法解释的现象,法国物理学家德布罗意于1923年提出微观粒子具有波粒二象性的假说。德布罗意认为:正如光具有波粒二象性一样,实体的微粒(如电子、原子等)也具有这种性质,即既具有粒子性也具有波动性。

    这一假说不久就为实验所证实。德布罗意的波粒二象性假设:E=ħω,p=h/λ,其中ħ=h/2π,可以由E=p²/2m得到λ=√(h²/2mE)。

    由于微观粒子具有波粒二象性,微观粒子所遵循的运动规律就不同于宏观物体的运动规律,描述微观粒子运动规律的量子力学也就不同于描述宏观物体运动规律的经典力学。当粒子的大小由微观过渡到宏观时,它所遵循的规律也由量子力学过渡到经典力学。

    量子力学与经典力学的差别首先表现在对粒子的状态和力学量的描述及其变化规律上。在量子力学中,粒子的状态用波函数描述,它是坐标和时间的复函数。

    为了描写微观粒子状态随时间变化的规律,就需要找出波函数所满足的运动方程。这个方程是薛定谔在1926年首先找到的,被称为薛定谔方程。

    当微观粒子处于某一状态时,它的力学量(如坐标、动量、角动量、能量等)一般不具有确定的数值,而具有一系列可能值,每个可能值以一定的几率出现。当粒子所处的状态确定时,力学量具有某一可能值的几率也就完全确定。

    这就是1927年,海森伯得出的测不准关系,同时玻尔提出了并协原理,对量子力学给出了进一步的阐释。量子力学和狭义相对论的结合产生了相对论量子力学。

    经狄拉克、海森伯和泡利等人的工作发展了量子电动力学。20世纪30年代以后形成了描述各种粒子场的量子化理论——量子场论,它构成了描述基本粒子现象的理论基础。

    量子力学是在旧量子论建立之后发展建立起来的。旧量子论对经典物理理论加以某种人为的修正或附加条件以便解释微观领域中的一些现象。

    由于旧量子论不能令人满意,人们在寻找微观领域的规律时,从两条不同的道路建立了量子力学。1925年,海森堡基于物理理论只处理可观察量的认识,抛弃了不可观察的轨道概念,并从可观察的辐射频率及其强度出发,和玻恩、约尔丹一起建立起矩阵力学;1926年,薛定谔基于量子性是微观体系波动性的反映这一认识,找到了微观体系的运动方程,从而建立起波动力学,其后不久还证明了波动力学和矩阵力学的数学等价性;狄拉克和约尔丹各自独立地发展了一种普遍的变换理论,给出量子力学简洁、完善的数学表达形式。

    海森堡还提出了测不准原理,原理的公式表达如下:ΔxΔp≥ħ/2。量子力学的基本内容量子力学的基本原理包括量子态的概念,运动方程、理论概念和观测物理量之间的对应规则和物理原理。

    在量子力学中,一个物理体系的状态由态函数表示,态函数的任意线性叠加仍然代表体系的一种可能状态。状态随时间的变化遵循一个线性微分方程,该方程预言体系的行为,物理量由满足一定条件的、代表某种运算的算符表示;测量处于某一状态的物理体系的某一物理量的操作,对应于代表该量的算符对其态函数的作用;测量的可能取值由该算符的本征方程决定,测量的期待值由一个包含该算符的积分方程计算。

    态函数的平方代表作为其变数的物理量出现的几率。根据这些基本原理并附以其他必要的假设,量子力学可以解释原子和亚原子的各种现象。

    根据狄拉。

    研究性学习报告 量子力学发展史

    量子相干助力光合作用 光合作用是植物、藻类利用叶绿素和某些细菌利用其细胞本身,在可见光的照射下,将二氧化碳和水(细菌为硫化氢和水)转化为有机物,并释放出氧气(细菌释放氢气)的生化过程。

    这个过程对于生物界的几乎所有生物来说都是至关重要、不可或缺的,因此,光合作用历来也是科学家们关注的焦点。 研究人员一直怀疑,在光合作用内发生着一些非同寻常的事情。

    自从上世纪30年代开始,科学家们就已经认识到,这个过程必须由量子力学来描述。量子力学认为,诸如电子等粒子常常表现出波一样的行动。

    击中一个天线分子的光子会激起一波一波带能量的粒子——应激子,就像石头落入池塘会激起波纹一样。这些应激子接着会从一个分子“旅行”到另一个分子,直到到达反应中心,但是,它们的“旅行”路径是由随机的、未受指导的跳跃组成还是其行动更富有组织性?很多现代科学家已经指出,这些应激子可能是相干的,它们的波纹会延展到多个分子那儿,然而,与此同时,它们也会保持同步并且互相加强。

    科学家们因此得出了一个很简单的结论:相干量子波同时能以两种或多种状态存在,因此,具有相干性的应激子一次能以两种或多种路径穿越天线分子组成的“森林”。事实上,它们能同时探测到多个可能的选择,并自动选择最有效的方式到达反应中心。

    四年前,两个科研团队在美国加州大学伯克利分校的化学家格拉汉姆·弗莱明的领导下试图获得能支持这种假设的实验证据。其中一个团队使用一系列极短的激光脉冲来探测绿色硫细菌的光合作用器官。

    尽管科学家们不得不使用固态氮将样本冷却到77K(-196摄氏度),但激光中探测到的数据清晰地显示出了相干应激态存在的证据。第二个团队以紫细菌为研究对象进行了同样的实验,并在180K(-93摄氏度)下操作时,发现了同样的量子相干性。

    关于力学的研究性学习开题报告,结题报告

    怎么写开题报告

    1、研究背景(文献综述)

    研究背景即提出问题,阐述研究该课题的原因。研究背景包括理论背景和现实需要。还要综述国内外关于同类课题研究的现状:①人家在研究什么、研究到什么程度?②找出你想研究而别人还没有做的问题。③他人已做过,你认为做得不够(或有缺陷),提出完善的想法或措施。④别人已做过,你重做实验来验证。

    找几篇类似的论文摘抄一部分。

    2、目的意义

    目的意义是指通过该课题研究将解决什么问题(或得到什么结论),而这一问题的解决(或结论的得出)有什么意义。有时将研究背景和目的意义合二为一。

    3.实施计划

    实施计划是课题方案的核心部分,它主要包括研究内容、研究方法和时间安排等。研究内容是指可操作的东西,一般包括几个层次:⑴研究方向。⑵子课题(数目和标题)。⑶与研究方案有关的内容,即要通过什么、达到什么等等。研究方法要写明是文献研究还是实验、调查研究?若是调查研究是普调还是抽查?如果是实验研究,要注明有无对照实验和重复实验。实施计划要详细写出每个阶段的时间安排、地点、任务和目标、由谁负责。若外出调查,要列出调查者、调查对象、调查内容、交通工具、调查工具等。如果是实验研究,要写出实验内容、实验地点、器材。实施计划越具体,则越容易操作。

    4、可行性论证

    可行性论证是指课题研究所需的条件,即研究所需的信息资料、实验器材、研究经费、学生的知识水平和技能及教师的指导能力。另外,还应提出该课题目前已做了哪些工作,还存在哪些困难和问题,在哪些方面需要得到学校和老师帮助等等。

    5、预期成果及其表现形式

    预期成果一般是论文或调查(实验)报告等形式。成果表达方式是通过文字、图片、实物和多媒体等形式来表现。

    关于量子力学的研究和发展的文章

    有人引用量子力学中的随机性支持自由意志说,但是第一,这种微观尺度上的随机性和通常意义下的宏观的自由意志之间仍然有着难以逾越的距离;第二,这种随机性是否不可约简(irreducible)还难以证明,因为人们在微观尺度上的观察能力仍然有限。

    自然界是否真有随机性还是一个悬而未决的问题。统计学中的许多随机事件的例子,严格说来实为决定性的。

    量子力学是研究微观粒子的运动规律的物理学分支学科,它主要研究原子、分子、凝聚态物质,以及原子核和基本粒子的结构、性质的基础理论,它与相对论一起构成了现代物理学的理论基础。量子力学不仅是近代物理学的基础理论之一,而且在化学等有关学科和许多近代技术中也得到了广泛的应用。

    量子力学的发展简史量子力学是在旧量子论的基础上发展起来的。旧量子论包括普朗克的量子假说、爱因斯坦的光量子理论和玻尔的原子理论。

    1900年,普朗克提出辐射量子假说,假定电磁场和物质交换能量是以间断的形式(能量子)实现的,能量子的大小同辐射频率成正比,比例常数称为普朗克常数,从而得出黑体辐射能量分布公式,成功地解释了黑体辐射现象。1905年,爱因斯坦引进光量子(光子)的概念,并给出了光子的能量、动量与辐射的频率和波长的关系,成功地解释了光电效应。

    其后,他又提出固体的振动能量也是量子化的,从而解释了低温下固体比热问题。1913年,玻尔在卢瑟福有核原子模型的基础上建立起原子的量子理论。

    按照这个理论,原子中的电子只能在分立的轨道上运动,原子具有确定的能量,它所处的这种状态叫“定态”,而且原子只有从一个定态到另一个定态,才能吸收或辐射能量。这个理论虽然有许多成功之处,但对于进一步解释实验现象还有许多困难。

    在人们认识到光具有波动和微粒的二象性之后,为了解释一些经典理论无法解释的现象,法国物理学家德布罗意于1923年提出微观粒子具有波粒二象性的假说。德布罗意认为:正如光具有波粒二象性一样,实体的微粒(如电子、原子等)也具有这种性质,即既具有粒子性也具有波动性。

    这一假说不久就为实验所证实。德布罗意的波粒二象性假设:E=ħω,p=h/λ,其中ħ=h/2π,可以由E=p²/2m得到λ=√(h²/2mE)。

    由于微观粒子具有波粒二象性,微观粒子所遵循的运动规律就不同于宏观物体的运动规律,描述微观粒子运动规律的量子力学也就不同于描述宏观物体运动规律的经典力学。当粒子的大小由微观过渡到宏观时,它所遵循的规律也由量子力学过渡到经典力学。

    量子力学与经典力学的差别首先表现在对粒子的状态和力学量的描述及其变化规律上。在量子力学中,粒子的状态用波函数描述,它是坐标和时间的复函数。

    为了描写微观粒子状态随时间变化的规律,就需要找出波函数所满足的运动方程。这个方程是薛定谔在1926年首先找到的,被称为薛定谔方程。

    当微观粒子处于某一状态时,它的力学量(如坐标、动量、角动量、能量等)一般不具有确定的数值,而具有一系列可能值,每个可能值以一定的几率出现。当粒子所处的状态确定时,力学量具有某一可能值的几率也就完全确定。

    这就是1927年,海森伯得出的测不准关系,同时玻尔提出了并协原理,对量子力学给出了进一步的阐释。量子力学和狭义相对论的结合产生了相对论量子力学。

    经狄拉克、海森伯和泡利等人的工作发展了量子电动力学。20世纪30年代以后形成了描述各种粒子场的量子化理论——量子场论,它构成了描述基本粒子现象的理论基础。

    量子力学是在旧量子论建立之后发展建立起来的。旧量子论对经典物理理论加以某种人为的修正或附加条件以便解释微观领域中的一些现象。

    由于旧量子论不能令人满意,人们在寻找微观领域的规律时,从两条不同的道路建立了量子力学。1925年,海森堡基于物理理论只处理可观察量的认识,抛弃了不可观察的轨道概念,并从可观察的辐射频率及其强度出发,和玻恩、约尔丹一起建立起矩阵力学;1926年,薛定谔基于量子性是微观体系波动性的反映这一认识,找到了微观体系的运动方程,从而建立起波动力学,其后不久还证明了波动力学和矩阵力学的数学等价性;狄拉克和约尔丹各自独立地发展了一种普遍的变换理论,给出量子力学简洁、完善的数学表达形式。

    海森堡还提出了测不准原理,原理的公式表达如下:ΔxΔp≥ħ/2。量子力学的基本内容量子力学的基本原理包括量子态的概念,运动方程、理论概念和观测物理量之间的对应规则和物理原理。

    在量子力学中,一个物理体系的状态由态函数表示,态函数的任意线性叠加仍然代表体系的一种可能状态。状态随时间的变化遵循一个线性微分方程,该方程预言体系的行为,物理量由满足一定条件的、代表某种运算的算符表示;测量处于某一状态的物理体系的某一物理量的操作,对应于代表该量的算符对其态函数的作用;测量的可能取值由该算符的本征方程决定,测量的期待值由一个包含该算符的积分方程计算。

    态函数的平方代表作为其变数的物理量出现的几率。根据这些基本原理并附以其他必要的假设,量子力学可以解释原子和亚原子的各种现象。

    根据狄拉克符号表示,。

    求 理查德·费曼 的一篇关于量子力学的论文

    Feynman的处理量子理论的新方法,应该是指Feynman的路径积分量子化。以作用量的形式给出了量子化方法,有利于向相对论情况推广。

    事实上,任何一本高等量子力学,量子场论的教材应该都会涉及到费曼的路径积分量子化。不过位置的确不尽相同,详尽也不一样。

    如果你想要的是Feynman自己的文章(其实没什么区别,毕竟物理主要是思想,Feynman是提出者),《量子力学与路径积分》是费曼的书(资源只要百度就好)。但其实一些好一点的高等量子力学以及基础的量子场论书籍更适合入门,所以再推荐一本Quantum Field Theory in a Nutshell A.Zee.与其他书不同的是,这本书不算太实用,因为不涉及计算,但却是少有的从路径积分量子化入手的书。

    这两本书的特点是不需要太多算子量子力学的知识,相对容易理解,但相对不易计算。所以如果要系统的学习应该还是一步一步从基本的量子力学走起。

    发表评论

    登录后才能评论