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量子是物理世界最小的基本 量子是什么物{练:wù}质?

2025-03-13 13:14:44Family

量子是什么物质?量子概念最早是由德国物理学家M·普朗克在1900年提出的,经爱因斯坦、玻尔、薛定谔等人的完善,在20世纪的前半期,初步建立了完整的量子力学理论。绝大多数物理学家将量子力学视为理解和描述自然的基本理论

量子是什么物质?

量子概念最早是由德国物理学家M·普朗克在1900年提出的,经爱因斯坦、玻尔、薛定谔等人的完善,在20世纪的前半期,初步建立了完整的量子力学理论。绝大多数物理学家将量子力学视为理解和描述自然的基本理论。

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一个物理量如果存在最小的{拼音:de}不可分割的基本单位,则这个物理量是量子化的,并把最小单位称为量子。量子英文名称量子一词来自拉丁语quantus,意为“有多少”,代表“相当《繁体:當》数量的某物质”。在物理学中常用到量子的概念(繁:唸),指一个不可分割的基本个体

例如,“光的量子”(光子)是一定频率的光的基本能量单位。而延伸出的量子力学、量子光{练:guāng}学等成为不同的专业幸运飞艇研究领域。其基本概念为所有的有形性质是“可量子化的”

“量子化”指其物理量的数值是离散的,澳门新葡京而不是连续地任意取值。例如,在原子中,电子的(读:de)能量是可量子化的。这决定了原子的稳定性和发射光谱等一般问题

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绝大多数物理学家将量子力学视为了解和描述自然的的基本理论。

通俗地说,量子是能表现出某物[读:wù]质或物理量特性的最小单元。

在经典物理学中,根据能量均分定理:能量是连续变(繁体:變)化[pinyin:huà]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经典理论解释。当时德国物理界{读:jiè}聚焦于黑体辐射问题的研究

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1900年左右,M·普朗克试图解决黑体辐射问题,他大胆提【读:tí】出量(练:liàng)子假设,并得出了普朗克辐射定律,沿用至今。普朗克提出:像原子作为一切物《读:wù》质的构成单位一样,“能量子”(量子)是能量的最小单位。物体吸收或发射电磁辐射,只能以能量量子的方式进行

普朗克在1900年12月14日的德国物理学[繁:學]学会会议中第一次发表能量量子化数值、一个分子摩尔(mol)的数值及基本电荷等。其数值比以前更准确,提出的理论也成功解决了黑(pinyin:hēi)体辐(繁:輻)射的问题,标志着量子力学的诞生。

1905年,德国物理《lǐ》学家爱因斯坦把量子概念引进光的{读:de}传播过程,提出“光量子”(光子)的概念,并提出光同时具[pinyin:jù]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[繁体:佈]罗意提出“物质波”概念,即一切物质粒子均具备波粒二象性;德国物{拼音:wù}理学家海森伯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,英国物理学家狄拉克完成了矩阵力学和波动力学之间的数学等价证明,对量子力学理论进行了系统的总结,并将两大理论体系——相对论和量子力学成功地结合起来,揭开了量子场论的序幕。量子理论(繁:論)是现代物理学的两大基石之{读:zhī}一,从微观层面理解宏观现象提供了理论基础。

量子假设的提出有力地冲击了经典物理[读:lǐ]学,促进物理学进入微观层面,奠基现(繁体:現)代物理学。但直到现在,物理学家关于量子力学的一些假设仍然不能被充分地证明,仍有很多需要研究的地方。

量子物理学是研究微观粒子运动规律的学科,是研究原《yuán》子、分子极速赛车/北京赛车以至原子核和基本粒子的结构和性质的基本理论。

量子理论的突破首先出现在黑体(tǐ)辐射能量密度[读:dù]随频率的分布(繁:佈)规律上。1900年10月,由于普朗克解释黑体辐射现象,将维恩定律加以改良,又将玻尔兹曼熵公式重新诠释,得出了一个与实验数据完全吻合普朗克公式来描述黑体辐射。

普朗克提出能与观测结果很好地符合的简单公式,实验物理学家相信其中皇冠体育必定蕴藏着一个尚未被揭(jiē)示出来的科学原理。

普朗(练:lǎng)克发(繁:發)现,如作如下假定则可从理论上导出其黑体辐射公式:对于一定频率ν的辐射,物体只能以hν为能量单位吸收或发射它,h称之为普朗克常数。换言之,物体吸收或发射电磁辐射,只(繁体:祇)能以量子的方式进行,每个量子的能量为E=hν,称为作用量子。

从经典力学来看,能量不连续的概念是绝对不允许的。但是在(pinyin:zài)诠释这个公式时,通过将物体中的原子看作微小的量子谐振子,不得不假设这些量子谐振子的总能量不是连续的,即总能量只能是离散的数值(经典物理学的观点恰好相反)。普朗克进一步假设单独量子谐振子吸收和放射的辐射能是量子化的,这一观点严重地冲击了经典开云体育物理学。量子论涉及物质运动形式和运动规律的根本变革。

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首先注意到量子假设有可能解决经典物理学所碰到的其他疑难的是爱因斯坦。他试图用量子假设去说明《读:míng》光电效应中碰到的疑难,提出了光量子概念,认为辐射[读:shè]场就是由光量子组成。每一个光量子的能量E与辐射的频率ν的关系是E=hν。采用光量子概念之后《繁体:後》,光电效应中出现的疑难随即迎刃而解。

至此普朗克提出的能量不连续的概念,才逐《zhú》渐引起物理学家的注意。就这样,一(pinyin:yī)位[读:wèi]谨慎的物理学家普朗克掀起了20世纪初量子物理学革命的帷幕。

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