物理能量转换世界探秘宇宙大爆炸
前言
量子一词来自拉丁语 quantus,意为“多少"”,代表“相当数量的某事”。在物理学中,量子是这样定义的:在微观领域中,某些物理量的变化是以最小的单位跳跃式进行的,而不是连续的,这个最小的单位就是量子。
在经典物理学的理论中能量是连续变化的,可以取任意值。19世纪后期科学家们发现很多物理现象无法用这一理论解释。1900年12月14日,德国物理学家普朗克提出:像原子作为一切物质的构成单元一样,“能量子”(量子)是能量的最小单元,原子吸收或发射能量是一份一份地进行的。后来,这一天被认为是量子理论的诞生日。1905年,德国物理学家爱因斯坦把量子概念引进光的传播过程,提出“光量子”(光子)的概念,并提出光同时具有波动和粒子的性质,即光的“波粒二象性”。20世纪20年代,法国物理学家德布罗意提出“物质波”概念,即一切物质粒子均具备波粒二象性;在这之后,德国物理学家海森保等人建立了量子矩阵力学;奥地利物理学家薛定谔建立了量子波动力学。量子理论的发展进入了量子力学阶段。1928年,英国物理学家秋拉克完成了矩阵力学和波动力学之间的数学转换,对量子力学理论进行了系统的总结,并将两大理论体系一一相对论和量子力学成功地结合起来,揭开了量子理论发展的第三阶段一一量子场论的序幕,最终量子理论成为现代物理学的两大基石之一,为从微观理解宏观提供了理论基础
理查德・费因曼说:“谁也不懂量子力学”,真的是这样吗?的确,量子这种原子层次的事物,与我们日常所见的世界有很大的不同,这种不同就体现在我们熟悉的两大类现象即粒子和波动二者的差异之中,粒子一次只能存在于个地点,而波(例如声波)却会在空间弥漫开来。在原子层次,把二者区别开来的这种差异已然消失。电子,被认为是粒子,但也具有波的属性;光,通常被认为是波动,可是光的某些特性也只有把它看成由粒子组成时才能够得到解释,这种同时具有波动和粒子二者的属性即所谓的“波粒二象性”,其现象只有借助于量子学才有可能说得清楚,除此之外,还有一些现象,比如能量的不连续性、量子的隧道效应、测不准原理等等,所有这些,都是量子学研究的范畴
量子理论及其应用对技术领域的冲击非常大,以硅基芯片(理论支持来源于量子物理)为基础的现代电子工业,使现代生活中许多方面都发生了革命性的变化。同样,成千上万种激光器件的出现,皆起源于爱因斯坦对原子与光量子相互作用的研究,还有其他更广领域中的一些现象(如超导电性),都可以用同样的量子基本理论解释,一句话,量子世界真是奇妙
书籍编号：57906（pdf格式手机可直接浏览）
