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2009年8月27日 星期四

量子觀點

  1901年Planck由能量量子化假設,成功解釋了黑體輻射能譜,開啟了量子力學的研究。而Einstein利用Planck的能量量子化觀念,提出光量子(光子) ,成功解釋了光電效應。Bohr並利用角動量量子化等假測,提出Bohr原子模型,且解釋了Rutherford的原子模型。並提出對應到古典情況的Bohr對應原理。之後de Boglie根據Einstein的光量子假設,寫下de Boglie的物質波假設,認為粒子也應該有波的性質。
  Planck的能量量子化假設、Einstein的光量子假設、de Boglie的物質波假設,加上對應原理與量子化法則,形成了量子論。但其內容並不完整,並且缺乏重要的運動方程。
  在Schrödinger寫下著名的Schrödinger方程之後,開啟了量子力學的研究。當時有Schrödinger的波動力學與Heisenberg的矩陣力學,Schrödinger之後還證明了兩者是等價的。而當時的學者對矩陣較不熟悉,故對波動力學較為親切。之後Dirac以更抽象與更一般的形式表示出來,成為現在討論量子力學最常用的詮釋方式。
  當時以為Schrödinger方程的解描述的即是粒子本身的運動,但隨著時間演化後,竟然會膨脹造成了不合理。而Max Born提出其實Schrödinger方程描述的是發現粒子機率的運動方程。Born的機率詮釋,讓整個理論架構核心明顯的確定下來。形成了現在的量子力學。
  量子力學的建立,除了帶動物理本身的發展外,進一步也帶動其他科學領域之發展與應用。相對論雖幾乎由一己之力完成的,但仍是屬於古典理論,與之不同的量子力學是近代許多有名的科學家共同努力的有別於古典的新理論,但此二者都是近代物理中重要的理論基礎。

2009-08-27巳時

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