一個(gè)物理量如果有最小的單元而不可連續(xù)的分割,就說(shuō)這個(gè)物理量是量子化的,并把最小的單元稱(chēng)為量子。
其基本概念是所有的有形性質(zhì)也許是“可量子化的”。“量子化”指其物理量的數(shù)值會(huì)是一些特定的數(shù)值,而不是任意值。例如,在(休息狀態(tài))的原子中,電子的能量是可量子化的,這能決定原子的穩(wěn)定和一般問(wèn)題。
1905年,愛(ài)因斯坦提出了光量子假說(shuō),進(jìn)一步發(fā)展了量子概念。愛(ài)因斯坦認(rèn)為,能量子概念不只是在光波的發(fā)射和吸收時(shí)才有意義,光波本身就是由一個(gè)個(gè)不連續(xù)的、不可分割的能量量子所組成的。利用這一假說(shuō),愛(ài)因斯坦成功地解釋了光電效應(yīng)等實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。光量子概念首次揭示了光的量子特性或波粒二象性,即光不僅具有波動(dòng)性,同時(shí)也具有粒子性。
1913年,玻爾把量子概念成功地應(yīng)用于氫原子系統(tǒng),并根據(jù)盧瑟福的核型原子模型創(chuàng)立了玻爾原子理論。這一理論指出,原子中的電子只能存在于具有分立能量的定態(tài)上,并且電子在不同能量定態(tài)之間的躍遷是本質(zhì)上非連續(xù)的。
1924年,在愛(ài)因斯坦光量子概念的啟發(fā)下,德布羅意提出了物質(zhì)波假說(shuō),最終將光所具有的波粒二象性賦予了所有物質(zhì)粒子,從而指出了自然界中的所有物質(zhì)都具有波粒二象性,或量子特性。德布羅意的物質(zhì)波概念為人們發(fā)現(xiàn)量子的規(guī)律提供了最重要的理論基礎(chǔ)。
1925-26年間,定量描述物質(zhì)量子特性的最初理論——量子力學(xué)誕生了。
1925年7月,海森伯在玻爾原子理論的基礎(chǔ)上,發(fā)現(xiàn)了將物理量(如位置、動(dòng)量等)及其運(yùn)算以一種新的形式和規(guī)則表述時(shí),物質(zhì)的量子特性,如原子譜線(xiàn)的頻率和強(qiáng)度可以被一致地說(shuō)明,這是關(guān)于量子規(guī)律的一種奇妙想法。
1925年末,在愛(ài)因斯坦的建議下,薛定諤仔細(xì)研究了德布羅意的論文,并產(chǎn)生了物質(zhì)波需要一個(gè)演化方程的想法。1926年初,經(jīng)過(guò)反復(fù)嘗試和努力之后,薛定諤終于發(fā)現(xiàn)了物質(zhì)波的非相對(duì)論演化方程,即今天人們熟知的薛定諤方程。薛定諤方程的發(fā)現(xiàn)標(biāo)志了量子力學(xué)的另一種形式體系——波動(dòng)力學(xué)的建立。
1926年下旬,看上去非常不同的矩陣力學(xué)和波動(dòng)力學(xué)很快被證明在數(shù)學(xué)上是等價(jià)的。薛定諤首先證明了波動(dòng)力學(xué)與矩陣力學(xué)的等價(jià)性,之后,狄拉克進(jìn)一步通過(guò)變換理論把矩陣力學(xué)和波動(dòng)力學(xué)統(tǒng)一起來(lái)。至此,量子力學(xué)的理論體系被創(chuàng)建完成。
從此,人類(lèi)開(kāi)始進(jìn)入量子時(shí)代。越來(lái)越多的人投入到量子力學(xué)的應(yīng)用研究中,基于量子規(guī)律的新技術(shù)也不斷涌現(xiàn),這些量子技術(shù)深深地改變了人類(lèi)的生活,其中最引人注目的成就就是激光技術(shù)和電子計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)。
黑體幅射量子方程是量子力學(xué)的第一部分。在1900年10月7日面世。 能量 E、輻射頻率 f 及溫度 T 可以被寫(xiě)成:
h 是普朗克常數(shù)及 k 是玻爾茲曼常數(shù)。兩者都是物理學(xué)中的基礎(chǔ)?;A(chǔ)能量的量子是 hf??墒沁@個(gè)單位正常之下不存在并不需要量子化。
關(guān)于人死后生命是否依然存在的問(wèn)題一直被各界爭(zhēng)論不休,然而俄羅斯<晨報(bào)>2012年10月30日文章卻指出,這一問(wèn)題的答案已變成肯定,學(xué)者們找到了有力證據(jù)證明,人在心跳停止以后依然存在“靈魂”。
研究人員表示,“當(dāng)人的心跳停止,血液停止流動(dòng)時(shí),微管失去其量子狀態(tài),但存在于其中的量子信息不會(huì)被破壞,所以它們就在宇宙中傳播散布。所以如果重癥監(jiān)護(hù)室的病人存活下來(lái),他們多會(huì)講述那“一束白光”或者看到自己如何“靈魂出竅”;如果病人去世,那么量子信息就會(huì)在不確定的期限內(nèi)存在于肉體之外,即"靈魂"?!?/p>
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