量子力學(xué)思路

量子力學(xué)思路第一頁(yè)，共五十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六量子力學(xué)復(fù)習(xí)思考繆靈miaoling@第二頁(yè)，共五十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六書(shū)中每多一個(gè)公式，其銷量將減少一半牛頓-愛(ài)因斯坦-霍金

第三頁(yè)，共五十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六

1.世界上智慧最集中的照片2.光和電子的波粒二象性3.幾率波與線性空間4.Schr?dinger方程5.量子力學(xué)基本原理第四頁(yè)，共五十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六1927年第五屆索爾維會(huì)議第五頁(yè)，共五十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)麥克斯韋與電磁場(chǎng)理論光的波粒二象性第六頁(yè)，共五十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六愛(ài)因斯坦與光電效應(yīng)，1921年諾貝爾獎(jiǎng)光的波粒二象性

第七頁(yè)，共五十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六數(shù)碼相機(jī)感光器件太陽(yáng)能電池陣列光電效應(yīng)的應(yīng)用

第八頁(yè)，共五十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六電子的粒子性，1906年諾貝爾獎(jiǎng)電子是最早發(fā)現(xiàn)的基本粒子，到目前仍然不可再分。在微觀世界中具有非比尋常的地位。電子的波粒二象性

第九頁(yè)，共五十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六波、子彈和電子的雙縫干涉

第十頁(yè)，共五十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六電子的波粒二象性

第十一頁(yè)，共五十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六衍射也是波動(dòng)性特有的，電子的衍射條紋是大量電子統(tǒng)計(jì)的結(jié)果電子的衍射，1937年諾貝爾獎(jiǎng)第十二頁(yè)，共五十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六德布羅意關(guān)系1929年諾貝爾獎(jiǎng)電子既不是經(jīng)典的粒子也不是經(jīng)典的波光的波動(dòng)性與粒子性通過(guò)Planck常數(shù)銜接起來(lái)波粒的統(tǒng)一與表現(xiàn)

第十三頁(yè)，共五十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六普朗克量級(jí)h1918年諾貝爾獎(jiǎng)討論經(jīng)典和量子的界限目的并不是給出經(jīng)典物理和量子物理分別適用的界限，只有一個(gè)物理！而是在討論什么時(shí)候必須使用量子力學(xué)，或什么時(shí)候量子效應(yīng)不可忽略。波粒的統(tǒng)一與表現(xiàn)

第十四頁(yè)，共五十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六波恩：1954年諾貝爾獎(jiǎng)與經(jīng)典波不同，量子態(tài)波函數(shù)本身沒(méi)有物理意義，但其絕對(duì)值的平方（強(qiáng)度）代表發(fā)現(xiàn)粒子的幾率密度波的振幅波的強(qiáng)度?√波函數(shù)的幾率解釋

第十五頁(yè)，共五十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六傅立葉變換和基矢展開(kāi)波疊加與線性空間

第十六頁(yè)，共五十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六√×態(tài)疊加原理

第十七頁(yè)，共五十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六

光電轉(zhuǎn)化與太陽(yáng)能利用進(jìn)展態(tài)疊加原理、量子測(cè)量

第十八頁(yè)，共五十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六Schr?dinger方程

第十九頁(yè)，共五十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六1、是deBroglie物質(zhì)波思想在理論上的發(fā)展，是整個(gè)波動(dòng)力學(xué)的基礎(chǔ)。它是量子力學(xué)的一項(xiàng)基本假設(shè)，其正確性已由量子力學(xué)在各方面的應(yīng)用得以證實(shí)，推導(dǎo)是形式上的。2、波函數(shù)的時(shí)空變化規(guī)律由Schr?dinger方程表示，其地位相當(dāng)于經(jīng)典力學(xué)中的Newton運(yùn)動(dòng)方程。Schr?dinger方程注釋

第二十頁(yè)，共五十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六3、Schr?dinger方程是線性方程。此外，還是關(guān)于時(shí)間的一階微分方程，原則上，只要知道初始時(shí)刻的波函數(shù)，就可以得到以后任意時(shí)刻的波函數(shù)，體現(xiàn)了微觀粒子因果性。問(wèn)題：為什么要求Schr?dinger方程是關(guān)于時(shí)間的一階微分方程，Newton運(yùn)動(dòng)方程是關(guān)于時(shí)間的二階微分方程？Schr?dinger方程注釋

第二十一頁(yè)，共五十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六5、由于電子做低速運(yùn)動(dòng)，故Schr?dinger方程是非相對(duì)論量子力學(xué)的基本方程。4、由于經(jīng)典力學(xué)是量子力學(xué)的極限情況，因此要求這個(gè)方程必須滿足對(duì)應(yīng)原理：當(dāng)h趨向零時(shí)，能夠過(guò)渡到Newton運(yùn)動(dòng)方程。Schr?dinger方程注釋

第二十二頁(yè)，共五十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六體系相互作用處在穩(wěn)定狀態(tài)，不隨時(shí)間改變Hamilton量不顯含時(shí)間可以分離變量函數(shù)形式的特解定態(tài)Schr?dinger方程

第二十三頁(yè)，共五十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六要點(diǎn)在于勢(shì)場(chǎng)的確定為什么定態(tài)Schr?dinger方程如此重要？定態(tài)Schr?dinger方程第二十四頁(yè)，共五十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六駐波與量子化第二十五頁(yè)，共五十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六-a0aψ1-a0aψ3-a0a|ψ3|2-a0a|ψ1|2-a0aψ2-a0a|ψ2|2能級(jí)分立不為0的基態(tài)波函數(shù)宇稱邊界條件對(duì)稱性與簡(jiǎn)并節(jié)點(diǎn)與多項(xiàng)式束縛態(tài)的啟發(fā)性結(jié)論

第二十六頁(yè)，共五十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六節(jié)點(diǎn)與多項(xiàng)式的正交性第二十七頁(yè)，共五十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六軌道躍遷與光譜第二十八頁(yè)，共五十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六光生電子在表面分離，產(chǎn)生電流構(gòu)成電池產(chǎn)生高活性離子進(jìn)行光催化太陽(yáng)能利用原理

第二十九頁(yè)，共五十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六量子穿墻術(shù)？

第三十頁(yè)，共五十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六量子隧穿

第三十一頁(yè)，共五十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六Sience,IBM,2009.8.28透射電子顯微鏡TEM

第三十二頁(yè)，共五十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六1989.11.11DonaldMarkEigler原子力顯微鏡AFM

第三十三頁(yè)，共五十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六金屬的自由電子氣溢出第三十四頁(yè)，共五十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六力學(xué)量可以用一個(gè)線性厄米算符來(lái)表示算符只是一種運(yùn)算符號(hào)，代表對(duì)波函數(shù)進(jìn)行某種運(yùn)算或變換本征值及本征函數(shù)的求解，正交歸一化可能取值、出現(xiàn)概率、平均值算符對(duì)易與測(cè)不準(zhǔn)關(guān)系力學(xué)量算符公設(shè)

第三十五頁(yè)，共五十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六算符只是一種操作符號(hào)，代表對(duì)波函數(shù)進(jìn)行某種運(yùn)算或變換例：書(shū)不同轉(zhuǎn)動(dòng)順序，效果不同矩陣乘法與算符不對(duì)易

第三十六頁(yè)，共五十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六本征值方程厄米、實(shí)數(shù)正交歸一化完備系取值概率、平均值力學(xué)量算符公設(shè)

第三十七頁(yè)，共五十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六一般加上邊界條件偏微分方程與矩陣方程

第三十八頁(yè)，共五十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六線性代數(shù)本征值問(wèn)題第三十九頁(yè)，共五十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六左矢<Ψ|為行陣右矢|Ψ>為列陣矩陣表示書(shū)P111

第四十頁(yè)，共五十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六Dirac《量子力學(xué)原理》表象：量子力學(xué)中態(tài)和力學(xué)量的具體表示方式，類似于坐標(biāo)系的選取。Dirac1933年諾貝爾獎(jiǎng)

第四十一頁(yè)，共五十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六孔子于鄉(xiāng)黨，恂恂如也，似不能言者其在宗廟、朝廷，便便言，唯謹(jǐn)爾朝，與下大夫言，侃侃如也與上大夫言，訚訚如也君在，踧踖如也，與與如也論語(yǔ)*鄉(xiāng)黨第十

第四十二頁(yè)，共五十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六Dirac符號(hào)表示第四十三頁(yè)，共五十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六為什么定態(tài)Schr?dinger方程如此重要？定態(tài)Schr?dinger方程

第四十四頁(yè)，共五十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六經(jīng)典理論量子理論應(yīng)用范圍宏觀物體的運(yùn)動(dòng)微觀客體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的描述位移狀態(tài)波函數(shù)狀態(tài)的意義質(zhì)點(diǎn)在時(shí)空中的位置微粒在時(shí)空中出現(xiàn)的幾率運(yùn)動(dòng)方程物理性質(zhì)力學(xué)量力學(xué)量——算符表示動(dòng)量能量基本原理書(shū)P242

第四十五頁(yè)，共五十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六牛頓體系運(yùn)動(dòng)學(xué)力學(xué)分析動(dòng)力學(xué)方程量子力學(xué)波函數(shù)描述力學(xué)量算符、本征值、概率薛定諤方程基本原理書(shū)P242

第四十六頁(yè)，共五十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六全同性原理：同時(shí)多個(gè)粒子存在電子等服從費(fèi)米統(tǒng)計(jì)—原子不會(huì)塌縮光子等服從玻色愛(ài)因斯坦統(tǒng)計(jì)量子力學(xué)基本原理第四十七頁(yè)，共五十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六V(x)V(x)IIIIIxV(x)xIIIIIxIIIII定態(tài)問(wèn)題的求解

第四十八頁(yè)，共五十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六第四十九頁(yè)，共五十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六

光電轉(zhuǎn)化與太陽(yáng)能電池研究現(xiàn)狀電子、原子、分子的波動(dòng)性實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證原子量子化軌道與原子鐘，1989年諾貝爾獎(jiǎng)TEM/AFM電子顯微鏡，1986年諾貝爾獎(jiǎng)?wù)麛?shù)、分?jǐn)?shù)量子霍爾效應(yīng)，1985/1998年諾貝爾獎(jiǎng)量子效應(yīng)與微電子工藝極限，2000年諾貝爾獎(jiǎng)量子效應(yīng)與現(xiàn)代納米科技石墨烯獨(dú)特量子效應(yīng)，2010年諾貝爾獎(jiǎng)科技前沿探討

第五十頁(yè)，共五十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六

量子信息與量子點(diǎn)研究現(xiàn)狀激光器的原理與應(yīng)用超冷原子的激光俘獲與冷卻，1997年諾貝爾獎(jiǎng)自旋電子學(xué)的意義與現(xiàn)狀波色愛(ài)因斯坦凝聚的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，2001年諾貝爾獎(jiǎng)測(cè)