量子物理学百年回顾市公开课获奖课件

1、绪论量子物理学百年回顾第1页第1页一 19 世纪后期典型物理学辉煌 模型:（1665-1685） 引力作用和三大定律 描述宏观物体运动和作用: 地球上 物体运动 力 动量能量 互换等 天体运动 预言和发觉海王星 天-地 统一起来 第 1 次物理理论大统一试验表明：牛顿力学工作得较好 1 牛顿(1642-1727) 力学 2发展 第2页第2页2 电磁学统一 Maxwell 1864 电磁学方程组 较好地解释了电磁现象 预言存在电磁波 赫兹1888年发觉了电磁波 证实了麦克斯韦预言第2次物理理论统一：电磁光 3 热学形成系统理论框架 解释了许多热学现象第3页第3页4 物质结构 原子分子论建立 道尔

2、顿 原子学说 1808 必定原子存在 阿佛加德罗 分子假说 1811 门捷列夫 元素周期律 1872 对化学一次综合 光谱分析准确地指明化学元素名称第4页第4页 5 19世纪末物理学辉煌篇章：牛顿力学和电磁学都已得到完满阐明，热学现象已有热力学定律予以阐明，物质结构确认了“基本砖块”-原子；物理学上两次大综合和统一，使古典物理学显示出形式上完整。陶醉 ：把物理学誉为“一座庄严雄伟建筑体系和感人心弦美丽庙宇”,科学大厦即将竣工，剩余只是将已经建立起来原理用于解释自然界种种现象，测准一些常数（小数点后第6位）或把一些定律进行实际应用。 第5页第5页6 问题与局限19世纪古典物理学发展到了顶峰，但是

3、1）晴空中仍有 “两朵乌云”：紫外劫难 以太飘移 2）世纪末新发觉使古典物理学出现了“危机”3）事实上人类对自然界结识仅限于宏观和低速， 对于微观和高速、原子内部和宇观 不知或知之甚少！乌云和危机造成了物理学创新，产生了新理论！ 第6页第6页二 观测尺度和结识宇观 (107 m)宏观 ( m )介观 ( 10-9 m )微观(10-9 1026-1027 m 10-15 m观测工具第7页第7页三 20世纪物理学两个划时代里程碑狭义相对论-改变了牛顿力学绝对时空观,指明牛顿力学只适合用于VC量子力学 物体运动形式和规律主线变革适合用于微观世界和一定条件下一些宏观运动（极低温下超导、超流、Bose

4、-Einstein凝聚等）量子力学是历史上最成功、并且为试验准确检查了一个理论。第8页第8页四 量子力学史1、1925年 Wolfgang Pauli提出了不相容原理，为周期表奠定了理论基础第9页第9页2、1925年 Werner Heisenberg, Max Born, and Pascual Jordan 提出了量子力学第一个版本，矩阵力学。人们终于放弃了通过系统整理可观测谱线来解释原子中电子运动这一历史目的。第10页第10页3、1926年 Erwin Schrdinger 提出了量子力学第二种形式，波动力学。其实质和矩阵力学是等价。 第11页第11页4、1926年 Enrico Fer

5、mi and Paul A. M. Dirac 提出了新统计规律， Fermi Dirac统计。第12页第12页5、1927年Heisenberg阐明测不准原理。6、1928年Paul A.M. Dirac提出了相对论性波动方程用来描述电子，解释了电子自旋并预测了反物质。7、 Dirac提出电磁场量子描述，建立了量子场论基础。8、Bohr提出互补原理（一个哲学原理），试图解释量子理论中一些明显矛盾，尤其是波粒二象性。第13页第13页量子论和量子力学对社会、哲学、技术和经济带来巨大影响没有量子论就不也许有半导体、集成电路、激光和信息科学。（周光召） 量子论和相对论诞生堪称本世纪最伟大科学革命。（路甬祥）第14页第14页展望未来 一个世纪前，我们所理解物质世界是经验性；20世纪，量子力学给我们提供了一个物质和场理论，它改变了我们生活。 展望21世纪，量子力学将继续为所有科学提供基本观念和主要工具。我们作这样自信预测是由于量子力学为我们周围世界提供了准确完整理论；然而，今日物理学与19物理学有很大共同点：它依旧保留了基本经验性，我们不能预测构成物质基本要素属性，仍然需要测量它们。无论结果如何，从科学拂晓时期就开始对自然终极理解之梦将继续成为新知识推动力。从现在开始，不断地追求这个梦，其结果将使