第一篇:關于量子力學的小論文
期末論文
姓
名:李金鋒 學
院:軟件學院
系:軟件工程系
專
業:軟件工程專業 年
級:2008級 學
號:24320082202513 指導教師(校內):余揚政
職稱:教授2010年
12月
16日
宇宙學淺談期末小論文
——憶“中國的居里夫婦”
他少年時代即隨父在北京生活,曾就讀于蔡元培任校長的孔德中學;他1936年畢業于清華大學;他1937年赴法國留學,師從居里夫婦(著名科學家居里夫人的女兒女婿);他1940年獲法國國家博士學位,1946年獲法國科學院亨利-德巴微物理學獎金;他曾任法國國家科學研究中心研究員、研究導師,并獲法蘭西榮譽軍團軍官勛章;他1948年回國后歷任清華大學物理系教授,中國科學院近代物理研究所(后為原子能研究所)副所長、所長,中國科學院學術秘書處秘書長,二機部(核工業部)副部長,中國科學院副院長兼浙江大學校長,中國科協副主席、名譽主席,中國物理學會副理事長、理事長,中國核學會名譽理事長等;他1955年被選聘為中國科學院院士(學部委員);他1956年參加中國第一次12年科學規劃的確定,與錢偉長、錢學森一起,被周恩來總理稱為中國科技界的“三錢”。他就是被譽為“中國原子能科學之父”、“中國兩彈之父”,中國原子能事業的主要奠基人——錢三強。
她是中國實驗物理學家、中國物理學家、中國科學院院士。1936年畢業于清華大學物理系。1936年至1940年在德國柏林高等工業大學研究彈道學,首次提出測量子彈飛行速度的新方法,獲博士學位。1948年回國。建國后,歷任中國科學院原子能研究所、高能物理研究所研究員、副所長,中科院數學物理學部委員。四十年代在德國海德堡皇家學院核物理研究所研究正電子和負電子的碰撞現象,發現了正負電子能量幾乎全部交換的彈性碰撞現象。在法國法蘭西學院原子核化學實驗室工作時,與錢三強等人合作發現了鈾的三分裂并首先發現了鈾的四分裂現象。她叫何澤慧。
強三強和何澤慧是我國著名的物理學家夫婦,為我國的原子能科學事業的發展嘔心瀝血,為培養中國原子能科技隊伍立下了不朽的功勛。他們的事跡值得我們敬仰和追憶。現摘抄故事三則:
25個法文單詞結下美好姻緣
1936年,兩人在清華大學畢業了。何澤慧選擇了赴德國柏林高等工業大學技術物理系深造。錢三強則爭取到了赴法國居里實驗室攻讀鐳學的機會。這一對情投意合的戀人,不得不各奔東西。
異國他鄉,錢三強常拿起那張畢業照片,面對微笑的何澤慧,可望而不可及,距離茫遠卻又感到親切。他默默地問自己:難道失去了的一切,再也找不回來嗎?
夢境一般的事情發生了。1943年初春的一天,錢三強突然接到一封何澤慧來自德國的信函。她在柏林高等工業大學獲博士學位以后,就職于海德堡物理研究所專攻原子核物理,與錢三強是同行。
遠離祖國的何澤慧早已厭倦了德國,她設法與心愛的人取得通信聯系。于是,她首先給錢三強發出了那封短信。起初,何澤慧只是稱委托他代寫信問候她遠在蘇州的雙親。信里飽含著對錢三強強烈的思念和信任。
錢三強很快給何澤慧的父親寫了一封信。焦急萬分的老人馬上回了信,表示感謝,報告了家中的平安。當錢三強把這封家書轉給何澤慧時,她激動得熱淚盈眶,并給錢三強寫了一封熱情洋溢的感謝信。就這樣,書來信往讓沉睡了多年的愛情開始萌芽。
1945年初春季節,年滿32歲的錢三強發出了平生第一封求愛信:經通信,我向你提出結婚的要求。如能同意,我將等你一同回國。這大概是知識分子中最簡短的求愛信了。不久,錢三強收到了回信:感謝你的愛情。我將對你永遠忠誠。等我們見面之后一同回國。同樣是短短的二十五個字,使錢三強如獲甘霖。1946年春天,何澤慧只身提了一個箱子,來到巴黎。
4月8日晚,星期一。巴黎東方飯店。錢三強與何澤慧在中國駐法領事館辦理了婚姻登記,將在這里舉行婚禮。應邀參加婚禮的中外朋友三十多人。最給婚宴增輝的是約里奧·居里夫婦雙雙出席。
“東方女神”與《拉貝日記》
何澤慧是第一位閱讀《拉貝日記》的中國人。她說,《拉貝日記》告訴世人,落后貧窮的民族便會挨打??一個民族必須自立自強,只有自己強大,才能免遭侵略者的奴役和壓迫。
當何澤慧在德國取得博士學位后,第二次世界大戰爆發,歐洲通向亞洲的船只全部停運,何澤慧不得已在德國滯留下來。
何澤慧的姐姐何貽珍在德國求學期間的導師,是世界著名的光譜學家F·巴興教授。巴興教授是個善良的老人,他在第一次世界大戰中被俄軍俘虜,在俄軍集中營中度過了他的青春年華。當他從俄國集中營獲救后,帶回了一位俄羅斯籍的善良妻子。
何澤慧的姐姐何貽珍在戰爭最殘酷的年代,把何澤慧寄托在這個善良的家庭。
巴興夫婦非常同情何澤慧這個在戰時無家可歸的年輕姑娘。巴興說:“一位哲人曾說過,同情是人與獸區別的開端,是人類全部道德的基礎。倘若沒有同情,人就不能稱之為人。沒有同情心的人,就不是善良的人。善良是區別好人與壞人的最初界限,也是最后的界限。” 就這樣,巴興夫婦與何澤慧在異國他鄉結為忘年之交。
1940年,巴興老人將何澤慧介紹到西門子公司弱電流實驗室參加磁性材料研究。
當年,德國西門子公司的電氣和精密機械儀器產品質量很高,在全世界享有盛譽。西門子的產品也與軍事密切相關。在西門子公司員工的心目中,何澤慧氣質高雅,臉龐俊秀,一雙炯炯有神的大眼睛總是笑瞇瞇的。人們稱她為“東方女神”。
因此,在西門子公司,無論是工人,還是工程師,都對何澤慧非常友好,從不設防。所有車間都對她開放。為此,她結識了西門子公司駐中國的總代理約翰·拉貝先生。
拉貝先生于1882年出生于德國漢堡。1908年來到中國,在中國生活了三十多年,他的女兒生于北京,外孫女于1931年生于沈陽。而這兩個城市都是最早遭受日寇侵略的地方。拉貝先生作為日寇侵華的見證人,他憎恨日本侵略者,對于本世紀二三十年代,在內憂外患中備受磨難的中國人民,有著深切的同情感。
1937年日軍進攻南京前夕,拉貝先生和十幾位外國傳教士、教授、醫生、商人等共同發起建立了南京安全區。拉貝先生擔任安全區國際委員會主席。拉貝先生和一些國際友人在當年極其危險艱難的戰爭環境中,四處奔走呼號,奮不顧身地向日軍提出抗議,并盡其所能地阻止侵華日軍對中國人民瘋狂施暴。他們設立的南京安全區為大約二十五萬中國平民提供了暫時棲身避難的場所。在他自己的住宅和小花園里,也擠進了六百多名中國難民,并受到保護。
拉貝先生作為南京大屠殺的目擊者,在他的日記和其他文字中記述了侵華日軍在南京犯下的一樁樁令人發指的暴行。他于1938年4月回到德國后,連續舉行報告會,記者招待會,向德國當局呈送書面報告,懷著義憤的心情對日軍在南京慘無人道的屠殺罪行作出了全面揭露。
當年,何澤慧是拉貝先生回到西門子公司后所見到的第一位中國人。所以,他懷著友好的心情將何澤慧請到他家做客,把他幾本日記和照片本拿給何澤慧看,他向她講述他所目睹的南京大屠殺的慘狀,詛咒日軍滅絕人性的奸淫屠殺??他說道:
“12月13日谷壽夫親自率領大部隊進城,與中島、松木所率師團一起,對南京各市區展開了更大規模的屠殺,南京市中華門外的花神廟、寶塔橋、石觀音、下關、草鞋峽等處,到處是日軍奸淫燒殺的重災區,其慘狀,目不忍睹。”說到這里,拉貝哽咽了,但他還是操著一口流利的漢語繼續說下去:
“日本軍人手持機關槍掃射,從12月12日直至12月21日,連續十天的大屠殺,他們一面屠殺,一面用汽油噴灑尸體,以圖焚尸滅跡。那些被澆上油的尸體燒得面目皆非。那些未被燃燒的尸體,有的頭顱被完全砍斷,只見頸椎處白骨森森。還有無數被活活摔死的嬰兒??最慘烈處,被屠殺的尸體達十九萬余人。僅被慈善機構收埋的尸體便有十五萬余具。人們估算被害總數達三十萬人以上。尸橫遍地,慘絕人寰。更為甚者,他們強奸中國婦女,割開婦女的生殖器,塞進瓶子和竹簽??”
說到這里,拉貝淚如雨下,他語塞了,他的談話再也無法繼續下去了。
何澤慧手捧著那厚達兩千四百多頁的《拉貝日記》及其收藏的八十多張黑白照片復印本,痛哭失聲,渾身顫抖。她手中捧著的日記和照片也幾乎脫落了,那慘不忍睹的悲劇,深深地刺痛了這個剛強的蘇州姑娘。
拉貝的照片分為兩組,一組為美國牧師約翰·馬驥所拍,共五十八張;另一組為德國工程師克魯茨所拍,共二十二張。對這八十張照片,兩位攝影師均一一配了文字說明,客觀公正地記錄了日軍在南京犯下的那些慘無人道的暴行。拉貝在照片本的扉頁上這樣寫道:
下面展示的這些照片所說的只是1937年12月12日日軍占領南京后所發生的無數事件的極小部分??拍攝這些照片的目的,并非是要去煽動人們對日本進行報復,而只是希望讓所有的人,包括日本人,對這場戰爭的可怕后果有所了解,并敦請他們應利用一切法律手段終止這場由日本軍隊挑起的戰爭。
不久,拉貝先生受到德國蓋世太保的審訊和警告。于是,拉貝先生只好暗暗地邀請何澤慧協助他整理他的日記和有關資料。拉貝先生的心愿是,一定要將這些歷史事實留給后人,特別是要將這些歷史事實留給中國人民。
于是,何澤慧挺身而出,抽出了她全部的業余時間,協助拉貝先生整理日記和有關資料。自然,何澤慧的義舉也博得了巴興教授夫婦的支持和掩護。
拉貝在第一頁日記中這樣寫道: 12月12日
我原來以為日本人可以平靜地接管城市,但這種想法沒有得到證實。……
下午6時30分,紫金山上的火炮在不停地轟擊著,山的周圍都處在電閃雷鳴之中。整座山驟然間置身火海,不知哪里的房子和彈藥庫被點著了。(這是一個古老的有關南京陷落的象征。有句民諺說:“紫金山焚則金陵滅。”)可以看見中國平民從南面逃過來,他們沿著安全區的街道奔向他們的容身之處。當然有一點是不容懷疑的,日本人已經兵臨城下,總攻即將開始……
晚8時,全劇的最后一幕開始了--猛烈的炮擊!火光映紅了整個南面的天空。院子內的難民一直擠到了防空洞的邊上。有人在用力地拍打著兩扇院門,婦女和兒童哀求我們放他們進來。一些大膽的男人從德國學校后面翻過院墻,想進入我的院內尋求保護。這種苦苦哀求我實在聽不下去,于是我把兩扇大門全打開,把想進來的人全放了進來。防空洞里已經沒有地方,我便將人們安置在房子之間以及房屋的旮旯里。大部分人帶來了自己的被褥,在露天席地而臥。一些機靈鬼把他們的床安置在水平懸掛的德國國旗下面,德國國旗是為防日本轟炸而備的,這個地方被看做是“防彈地帶”!炮彈和炸彈在不停地呼嘯著,越來越密集,越來越接近。南面的整個地平線變成了火的海洋,到處是山崩地裂的聲響。我戴上鋼盔,給我的中國助手、好心的韓先生也戴上了一頂,因為我們兩個人是不進防空洞的,再說那里面也已經沒有地方了。我像只獵犬一樣在院子里跑來跑去,在人群之間穿梭,在這兒訓斥兩句,在那兒安撫一下,最后大家都乖乖地聽我的話了。
……
12月15日
我剛剛聽說,又有數百名已經解除武裝的中國士兵被拖出安全區槍斃了。通往下關的中山北路上橫尸遍地。招江門被炮火打得千瘡百孔,城門前到處是成堆的尸體。日本人不愿意動手清理,而且還禁止我們組織所屬的紅十字會進行清理。我們歐洲人簡直被驚呆了!到處都是處決的場所,有一部分人是在軍政部對面的簡易棚屋前被機關槍射殺的。……
我所居住的這個巷子被列為安全區,但是,這個巷子的下水道里3天來也已經塞滿了好多具尸體。見此狀況,人們不禁惡心地渾身顫抖。在院子里,許多婦女和兒童瞪著驚慌失措的雙眼沉默地相互依偎在一起,一半是為了相互取暖,一半為是了相互壯膽。他們大家的希望是,我這個“洋鬼子”能驅趕走兇神惡煞!
……
12月18日
廣州路83號和85號(屬于安全區)那里一共擠有約五百四十名難民。從12月13日到12月17日,這里的房子每天要遭到三五成群的日本士兵的搶劫和騷擾好幾次。今天,也就是12月18日,那里遭到了前所未有的掠奪。年輕婦女每天晚上都被卡車拉走強奸,幾十名婦女和姑娘遭到蹂躪致死。婦女、兒童的哭喊聲徹夜不停。這幾棟房子的慘狀已經無法用語言描述。
……
何澤慧整理著《拉貝日記》,眼前出現一幕又一幕慘無人道的日本暴行。這一切,深深地刺痛著何澤慧,她流出的淚水,擦濕了毛巾。她想到,自己身在德國,可是,她的祖國同胞,她的江蘇父老,卻遭到日寇如此殘酷的蹂躪。
她哭泣著對拉貝先生說:
“拉貝先生,您的日記告訴世人,落后貧窮的民族便會挨打??一個民族必須自立自強,只有自己強大,才能免遭侵略者的奴役和壓迫。”拉貝先生同樣眼含熱淚贊同地點點頭。
何澤慧向拉貝先生提出一個建議--這些日記應該通過媒體公開發表,使之大白于天下。拉貝先生接受了何澤慧的建議,他將自己的日記送給柏林一家報紙連載。但是,柏林這家報紙公開連載《拉貝日記》只持續了一周,報紙便被德國蓋世太保查封了。并且,對拉貝先生和那家報紙的老板興師問罪達數月之久。由于西門子公司的多方奔走,百般營救,拉貝先生才幸免于難。一千個日日夜夜
錢三強與何澤慧經過一千個日日夜夜的共同努力,終于打破了關于鈾核“二分裂”的結論,發現并證明了鈾核關于“三分裂”、“四分裂”的現象。
這對科學家夫婦,半個多世紀以前的這一新的發現,對于半個多世紀以后的核工業技術都具有重大意義。為此,他二人被西方媒體稱之為“中國的居里夫婦”。
從英國劍橋大學返回法國巴黎居里實驗室之后,錢三強與愛妻何澤慧,很快展開了全面的分析、實驗和研究。這對年輕博士夫婦的大膽設想,也得到約里奧·居里夫婦的支持和幫助。
這對年輕夫婦,相互輪換,相互切磋著在實驗室幾乎度過了一千個不眠之夜。經過了數萬次的實驗、觀察和分析。他們終于又觀察到了在英國劍橋核物理實驗室曾經見到過的那種核裂變現象,也就是他們終于觀察到了那根垂直的細線。他們欣悅異常。
然而,他們很快又平靜下來,因為他們懂得,僅僅觀察到一次是不夠的。此后,又經過數萬次的實驗、觀察乃至記錄,幾千次的研究分析,他們發現,在鈾核的每三千個裂變反應中,就會出現一次這種新形式的裂變現象。也就是說,鈾核裂變不僅可以一分為二,而且可以一分為三。
“這第三個是裂變以后的第二次放射呢?還是三分裂呢?”何澤慧與錢三強苦苦地思索著。
這一雙馳騁在原子世界的物理學家夫婦,經過反復實驗、觀測、分析,他們終于得出一個相同的結論--這是鈾核的“三分裂”。
他們把實驗結果報告給了約里奧·居里夫婦。
居里夫婦聽了報告以后,連聲稱贊這是一個重大的科學發現,居里夫婦熱情地鼓勵說:“錢、慧,快一些把實驗結果整理發表吧!”
鈾核裂變的“三分裂”、“四分裂”現象公布以后,在法國科學界引起強烈反響。許多核物理科學家認為,這一偉大發現,將會把人類對核裂變的認識又向前推進一步。
但是,在英國卻出現了不同的反應。英國一位叫費瑟的物理學者發表文章,他認為從核裂變照片中看到的那個第三個垂直線,不是從鈾核裂變中出現的。而是原子核將要破裂前,或破裂后,放射出的a粒子,根本不存在什么“三分裂”。
“難道我們的實驗成果真的有問題嗎?”錢三強夫婦再一次投入到新的探索中。
一天,他們迎著暮秋的涼風,坐在塞納河邊的梧桐樹下,抬頭眺望那烏黑的艾菲爾鐵塔,它像一把巨大的利劍,直刺云天。錢三強感慨地說:
“這座高達320米的鐵塔,是世界上最高的寶塔。據說,當年奠基和建造時,也遭到不少人吵吵嚷嚷的反對,反對艾菲爾工程師使用鉚釘將鋼架焊接在一起,因為它不像歐洲其他古典建筑那樣,用石塊堆砌,用雕塑裝飾。所以,當這秀麗迷人的建筑物誕生時,曾遭到許多人的惡意諷刺。但是,艾菲爾卻力排眾議,在短短兩年之內,使這座輕盈優美的高大建筑物牢固地聳立云端。”應該承認,艾菲爾這位建筑師是一位善于另辟蹊徑的天才,是一位敢于創新的英雄。“何澤慧會意地點點頭,說:”同樣,我們作為核物理研究者,在科學研究中的某一階段遭到非議,也是情理之中的事情啊!“
說著說著,兩人的話題又不覺轉移到核物理的研究上來。錢三強說:”幾個世紀來,原子曾經被認為是世界上最小的物質,是不可分的。經過幾代科學家的科學研究和試驗,一直沒有人在這方面有所突破。
“1897年,英國物理學家湯姆探求晶體對電子的衍射,并運用電子衍射性能攝影機拍下許多固體和液體的照片。通過這些照片,確定了那些固體和液體原子的排列情況,從而發現了電子。而后,原子核、中子、質子這些原子家族的成員才相繼被科學家發現。”
何澤慧若有所悟地說道:“三強,我明白你的意思,前人的成功都是付出了艱苦努力才取得的,我們也要努力才對!我相信我們的前方會是一片光明!”
于是,他們又迅速投入到千萬次的實驗中去。
錢三強把研究小組的成員召集起來,認真地對大量可靠的實驗資料重新進行細致的分析、討論、計算。他們仔細地尋找質量、動能和角度的關系,終于為三分裂現象找到了充足的依據,尤其是抓住了第三個碎片垂直于其他兩個碎片方向相反的關鍵所在,提出了三分裂的機制理論。
1946年12月初,錢三強在約里奧·居里夫婦的支持下,向世人公布了關于“三分裂”的研究成果。同年12月底,錢三強與夫人何澤慧一起,又向世人公布了第一次觀測到的“四分裂”現象。
鈾核裂變的“三分裂”現象公布以后,在法國科學界引起強烈反響。一些科學家認為,這一發現,把人類對核裂變的認識又向前推進了一步。
1947年3月,錢三強撰寫的《論鈾的三分裂機制》的科學論文在法國科學院的院報上發表了。豐富的實驗數據,縝密的科學揭示,征服了眾多西方核科學家。
許多西方科學家撰寫文章,稱贊由于兩位青年學者的艱苦實驗和科學論證,從而改寫了核科學史上關于核裂變的理論。
不久,西方各國報刊相繼刊登了錢氏夫婦關于鈾核“三分裂”、“四分裂”的偉大發現。
各國新聞記者紛至沓來,他們稱錢三強和何澤慧為“中國的居里夫婦”。
法國一家報紙以大字標題,刊出了一則報道:
中國的“居里夫婦”,發現原子核新分裂法,為原子研究開辟新天地,物理學大師均譽不絕口。這對來自中國的青年夫婦是核物理學家錢三強與何澤慧。
??
“三部分裂”時,較之“二部分裂”鈾核產生的能量略大。這對于未來的原子能研究及實際應用,可發生影響。而后,何氏又發現鈾核“四部分裂”現象。錢氏夫婦之成績,實為原子核物理開一新途徑。
錢氏夫婦遵照將科研成果宜公諸世人之原則,不愿保守秘密,于1946年12月中旬將其公布,以期推動物理學界之新進展。
物理大師若利歐親臨其實驗室參觀,甚加贊揚。若利歐教授數次公開演講,稱此重要之發現為實驗室中“人工放射”及鈾核“二部分裂”之發現后最重要的科學發現??
錢三強與何澤慧,這兩位來自中國的年輕博士,很快成為法國乃至世界的科技名人。當年,西方科技界提及錢氏夫婦無不稱道。當人們得知這兩位年輕博士來自古老的東方時,無不驚訝,無不心悅誠服。錢三強和何澤慧就這樣在異地他邦為正陷于苦難之中的祖國贏得了榮譽。
第二篇:量子力學學習心得
量子力學學習心得
首先,我們還是看看本課程的大概。《量子力學》是20世紀初期物理學家們在克服經典物理學所遇到的一系列困難的過程中,于1900-1925年期間逐步建立起來的一門革命性的理論,它與同時期所建立的相對論一起成為現代物理學的兩大支柱,量子力學的建立促進了其后一個世紀物理學的飛速發展,而且也推動化學、生物學、醫學和天文學等自然學科的發展,并引發了一起新的技術革命,使人類由電氣時代進入了全新的信息時代。量子理論是科學史上能最精確地被實驗檢驗的理論,因而是科學史上最成功的理論。《量子力學》又是物理學本科專業在修完基礎物理,尤其是原子物理基礎上開設的重要理論物理課。是知識理論系統性很強的一門課程,它不僅是物理學中的基礎理論之一,而且在化學、生物、信息科學等有關學科和許多近代技術中得到了廣泛應用。是深入學習統計物理、固體物理和廣義相對論等后續課程以及進行現代物理科學研究的基礎。其主要內容為波函數與薛定諤方程、力學量算符、表象理論、微成理論及散射理論、自旋及多體問題簡介等。側重點為微觀粒子的運動規律。
對于初學者來說,學好量子力學不是一件很輕松的事,尤其是領會其基本概念,這需要多想、多練,再多想。對于這門課程,可能更注重你的練習,還有扎實的數學功底,因為有很多的數學運算。手頭擁有一本《量子力學教程》配套的學習輔導書,的確是一個好的抉擇,它上面有每章的內容總結,重要的是有詳細的課后習題講解,你可以通過做習題來提高理解,我覺得做題是非常重要的一個環節,至少對于這門課,非常重要。老師提供的課件也是非常有用的,畢竟是老師精心準備的;再來就是網路上的資料,我特別提到了網路資源,因為我們現在生活在這么一個信息化時代,就要第一時間掌握有用信息。
總之,對于這門課,我還是堅持做題,通過做題來理解知識點,通過做題來彌補不足之處。其實學習這門,對于提高自己的思維能力是非常有幫助的,所以大家還是好好學習一下。
最后希望大家能夠學好這門課,有所收獲。
量子力學的誕生對于自然觀產生了重大的影響。
量子力學的誕生,宣告近代科學關于確定性的想法被徹底打破。近代以來科學發展的一個主要信仰就是一個現象的發生必然有其背后的原因,而科學就是可以找到這個原因的鑰匙,然而量子力學明確的告訴我們,對于單一的一次測量結果,我們無法知道其背后的真正原因,我們知道的只是一個統計意義上的結果而已,這一點讓人大為吃驚。雖然統計熱力學的發展已經引入了統計概念,然而在那里,統計只是因為粒子太多而已,人們堅信如果能夠制造超大規模計算機,是可以描述分子個體的,但是量子力學是從根本上宣告這個想法的失敗。從更深層次講,量子力學深刻的揭示了純粹自然和人化自然的區別,在科學發展中,總是自然的將科學研究的對象和周圍世界隔離起來,包括研究者本身,使用理想化的手段,控制變量,然而量子力學的發展指出,人類科學本身就是參與自然界運動的一部分,人類通過實驗認識到的世界永遠是摻雜了人類實踐因素的自然,是人化的自然圖景。
量子力學的發展,使得以往使用的物理概念發生了深刻的變化。以往使用的“軌道”、“波”、“物質”等被賦予了新的含義,有了全新的內涵和外延的認識,這符合辨證法的發展要求。一般的直覺上的承認運動和變化是毫無意義的,只有在實踐的基礎上使得人類的概念之間發生了聯系和過渡,才能真正體現辨證法的威力,這一點在量子力學發展史上得到充分的證明。“量子”本身的誕生過程就是一個人類認識世界深化的過程,波爾提出的互補原理使得人類對于物質的認識程度進一步加深,波和粒子在概念上第一次如此緊密的聯系在了一起,而失去以往的絕對意義。這一點和列寧在關于“辨證法是什么?”中的論述是一致的。
人類能否真正認識世界呢?這其實就是思維與存在的哲學的永恒的話題,量子力學的發展,從某種程度上揭示了這兩者之間矛盾的解決方式,知識屬于思維的范疇,自然是存在范疇,人類的對于自然界的實踐過程使得我們不斷的反思我們的知識構架,比如其中的概念和理論,同時人類通過知識認識世界本身卻是建立在思維和存在統一的基礎上的。
第三篇:量子力學學習感受
量子力學學習感受
量子力學是物理學中最重要的一門學科。當我們初次接觸它時,沒有誰不感覺它苦澀難懂。因此對于量子學習,我們要付出足夠的耐心與汗水。在此,對于當時我學習量子的一些感悟進行簡單敘述。
首先,量子課堂一定要緊跟老師的思路,認真聽課,認真做筆記。我仍然記得當時對于量子的最初的課堂的知識,根本聽不懂,因此只能盡量謹記的老師的講解。現在你可以不求十分明白,但要記住相應的知識點,可以在以后的做題過程中再加以理解。另外,課堂聽不懂得,下課一定要盡量要盡量向老師請教,一定不能拖拉,自我感覺就這么點不會沒關系,但是要相信日積月累的力量,正所謂的“千里之堤毀于蟻穴”,因此,盡量避免知識死角。
其次,課后復習十分重要。老師上課講過的知識,課后盡量復習一遍。復習的方法可以因人而異,你可以根據老師的提綱進行課堂回憶或是根據老師的筆記進行記憶。對于老師課堂講解的例題,課后一定要盡量掌握,謹記解題的思路、方法和解題的入手點,還是那句話不能拖拖拉拉。在復習的時候,可能會遇到這種情況:你感覺在課堂上掌握了知識,卻突然不明白來。這時,你可以向同學或是老師尋求幫助。另外,可以在掌握了老師所講的知識后在看一下量子力學其他的課本,這時你會發現一些意想不到的收獲。我學習的策略是這樣的:因為量子的課幾乎安排在上午,所以我在每天晚上盡量抽出時間進行復習,這就是所謂的“趁熱打鐵”。此外,老師所講的不能只看一遍就感覺萬事大吉,你應該盡可能的安排計劃,學習新知識的同時,不能忘了舊知識的鞏固,要學會兩手抓。
最后,量子習題的練習必不可少。對于許多知識我們都需要在做題的同時進行記憶或是理解,這樣才能將知識記牢。做題時,你要會分析切入點,也可以說你需要那部分知識來解答,即做到對號入座。對于不會做的題,要重點標出,一定要想盡一切方法解決難題。另外,對于不會的題在解決了之后,一定要反省自己為什么找不到思路,同時總結方法,盡量在下次遇到同類型的會進行處理。
對于考研復習量子力學我再啰嗦這么幾句。第一,對于陳老師黃皮書的利用。這本書也是根據報考學校的不同,利用程度也是不同的。有的學校只需要根據指定課本做一下相應的課后習題,就完全能應對考試,當然,要盡時間允許可能的熟練。有的學校則不然。此時,你就需要仔細地研究黃皮書的每一道題。時間允許要將此書盡量做2-3遍,要做到萬變不離其宗。總之,一句話:做夠的信心加足夠的耐心,你一定會有所收獲。
第四篇:蘭州大學量子力學教學大綱
量 子 力 學 教 學 大 綱
教學基本內容及學時分配(72學時)第一章 緒論(4學時)
1、課程的發展和改革狀況;教材評介
2、量子理論發展簡史
3、黑體輻射定律與普朗克常數
4、光子
5、玻爾量子論
6、德布羅意“物質波”假設
7、原子物理中的特征量(結合量綱分析法)
第二章 波函數和薛定諤方程(8學時)
1、薛定諤方程
2、波函數的統計詮釋;連續性方程
3、定態;有關一維束縛態的若干定理
4、一維平底勢阱中的粒子(包括無限深勢阱,有限深勢阱,?勢阱)
5、一維諧振子(微分方程解法)
6、勢壘貫穿
第三章 量子力學基本原理(16學時)
1、波函數和算符
2、態疊加原理
3、線性算符;常用力學量的算符表示
4、波函數的普遍詮釋(力學量的取值及概率假設);平均值公式
5、動量(連續譜,箱歸一化);連續譜一般的理論
6、力學量算符的對易關系
7、兩個力學量算符的共同本征態
8、不確定關系(測不準關系)
9、波函數隨時間的變化 ;演化算符
10、力學量隨時間的變化; 薛定諤圖象和海森伯圖象;守恒量;宇稱
11、對稱性和守恒定律
12、海爾曼—費曼定理和位力定理
第四章 表象理論(8學時)
1、狄拉克態矢量概念 ;矢量空間
2、量子力學公式的矩陣表示
3、坐標表象;波函數
4、動量表象
5、能量表象;求和規則
6、諧振子(升降算符解法);相干態
7、角動量(升降算符解法)第五章 中心力場(7學時)
1、中心力場的一般概念
2、軌道角動量的本征函數
3、自由粒子波函數
4、球形勢阱中的粒子;氘核
5、粒子在庫侖場中的運動(束縛態);論的比較
6、三維各向同性諧振子
7、二維中心力場
第六章 擾論與變分法(6學時)
1、非簡并態微擾論;應用舉例
2、簡并態微擾論; 一級近似
3、氫原子能級在電場中的分裂
4、變分法;應用舉例
第七章 自旋(9學時)
類氫離子 ;氫原子;與玻爾量子
1、電子自旋;自旋波函數;泡利自旋算符;若干常用公式[
2、電子總角動量
3、自旋軌道耦合;堿金屬光譜的精細結構
4、粒子在電磁場中的運動;泡利方程
5、塞曼效應
6、磁共振
7、角動量耦合;CG系數
8、二電子體系的自旋波函數
第八章 散射理論(4學時)
1、彈性散射;散射截面;散射振幅
2、分波法;應用舉例;低能S波散射
3、波恩近似
第九章 量子躍遷(6學時)
1、含時微擾論;一級近似;躍遷概率
2、單頻微擾;常微擾
3、躍遷理論與定態微擾論的關系;躍遷理論與散射理論(波恩近似)的關系
4、光的吸收與受激輻射
5、自發輻射;愛因斯坦的半經典理論
6、能量—時間不確定關系
第十章 多粒子體系(6學時)
1、二粒子體系;質心運動和相對運動;軌道角動量
2、全同粒子體系;波函數的交換對稱性;泡利原理
3、氦原子;正氦與仲氦; 基態能級的微擾論處理和變分法處理 ; 類氦離子
4、氫分子;原子軌函法;交換能
5、化學鍵簡介
等等]
第五篇:《量子力學》教學大綱-雙語
大 理 學 院
《量子力學》教學大綱
供物理學專業(本科)雙語教學使用
(謝
勇 編)
工程學院
《量子力學》教學大綱
一、課程基本信息 課程名稱: 量子力學 課程編碼: 29073010 課程類別: 專業教育必修課 適用專業: 物理學 課程學時: 72學時 課程學分: 4學分
課程簡介:本課程是物理學本科專業的一門重要的專業課。本課程的主要內容包括:波函數與薛定諤方程、一維問題、力學量算符、中心勢、自旋等。通過本門課的教學,使學生能熟悉量子物理圖像,掌握基本概念,能運用相應的數學方法求解簡單的量子力學問題,具備一定的閱讀英文專業文獻的能力,為后繼的物理學專業課程打下堅實的量子物理基礎。
推薦教材:曾謹言.量子力學教程(第2 版).北京:科學出版社,2008年12月 參 考 書:
1.蘇汝鏗.量子力學.北京:高等教育出版社,2006 2.曾謹言.量子力學(第三版).北京:科學出版社,2001
3.David J.Griffiths.Introduction to Quantum Mechanics.北京:機械工業出版社,2007 4.孫婷雅.量子力學教程-習題剖析.北京:科學出版社,2004
二、課程教育目標
本課程重點闡述非相對論量子力學的知識體系。教學內容主要包括量子力學發展簡況,波函數,薛定諤方程,力學量和算符,態和力學量的表象,微擾論,自旋和全同粒子等。
三、課程學時分配
部分
內
容
學
時
備
注 第一部分
第二部分
第三部分
第四部分
第五部分
第六部分
第七部分
第八部分
第九部分
第十部分量子力學發展簡要回顧
3學時
9學時
8學時 9學時 6學時 8學時 9學時
7學時 6學時
6學時
雙語
雙語 波函數與Schr?dinger方程
一維勢場中的粒子 力學量用算符表達
力學量隨時間的演化與對稱性
中心力場
量子力學的矩陣形式與表象變換 自旋
雙語
力學量本征值問題的代數解法
微擾論
雙語
四、課程教學內容、要求及學時安排
第一部分
量子力學發展簡要回顧(雙語)
【教學內容】 1.經典物理的困難;
2.黑體輻射與Plank的量子論; 3.光電效應與Einstein的光量子; 4.原子結構與Bohr的量子論; 5.德布羅意波。【教學要求】
1.了解經典物理學的困難。2.理解光和粒子的波粒二象性。3.掌握德布羅意假設及其實驗驗證。
【教學方法】啟發式和討論式,電子課件與黑板講授相結合 【學時】
3學時
第二部分
波函數與Schr?dinger方程(雙語)
【教學內容】
1.波函數的統計詮釋; 2.Schr?dinger方程; 3.量子態疊加原理。【教學要求】
1. 熟悉:波函數的統計解釋;Schr?dinger方程的建立的原則;定態的概念和性質。2. 掌握:態迭加原理,明確它和經典波疊加原理的區別;含時Schr?dinger方程;運用定態Schrodinger方程求解能量本征值問題。3. 了解:波粒二象性,Schr?dinger’s cat。
【教學方法】啟發式和討論式,電子課件與黑板講授相結合 【學時】
9學時
第三部分
一維勢場中的粒子
【教學內容】
1.一維勢場中粒子能量本征態的一般性質; 2.方勢; 3.?勢; 4.一維諧振子。【教學要求】
1.熟悉:能量本征態的一般性質。
2.掌握:Schr?dinger方程在一維勢場中的應用;一維諧振子能量本證方程的解法。3.了解?勢;反射系數、透射系數物理意義。
【教學方法】啟發式和討論式,電子課件與黑板講授相結合 【學時】 8 學時
第四部分
力學量用算符表達
【教學內容】
1.算符的運算規則;
2.厄米算符的本征值與本征函數; 3.共同本征函數;
4.連續譜本征函數的“歸一化”。【教學要求】
1. 熟悉算符的運算規則;
2. 掌握厄米算符的本征值與本征函數,共同本征函數; 3. 了解連續譜本征函數的“歸一化”;
【教學方法】啟發式和討論式,電子課件與黑板講授相結合 【學時】 9 學時
第五部分
力學量隨時間的演化與對稱性
【教學內容】
1.力學量隨時間的演化; 2.守恒量與對稱性的關系;
3.全同粒子體系與波函數的交換對稱性。【教學要求】
1.熟悉:力學量隨時間的演化與對稱性;
2.掌握:力學量守恒的條件,守恒量與對稱性的關系,Pauli不相容原理; 3.了解:全同粒子體系與波函數的交換對稱性。
【教學方法】啟發式和討論式,電子課件與黑板講授相結合 【學時】 6 學時
第六部分
中心力場
【教學內容】
1.中心力場中粒子運動的一般性質; 2.無限深球方勢阱; 3.三維各向同性諧振子; 4.氫原子。【教學要求】
1.熟悉:中心力場中粒子運動的一般性質。2.掌握:氫原子(類氫原子)求解過程。3.了解:三維各向同性諧振子;
【教學方法】啟發式和討論式,電子課件與黑板講授相結合 【學時】 9 學時
第七部分
量子力學的矩陣形式與表象變換(雙語)
【教學內容】
1.量子態的不同表象、幺正變換; 2.力學量(算符)的矩陣表示; 3.量子力學的矩陣形式; 4.Dirac符號。【教學要求】
1.熟悉:態的表象;算符的矩陣表示;Dirac符號的應用。2.掌握:表象變換;力學量和量子力學規律的矩陣表現形式。3.了解:坐標系和坐標變換;
【教學方法】啟發式和討論式,電子課件與黑板講授相結合 【學時】 9 學時
第八部分
自
旋
【教學內容】
1.電子自旋態與自旋算符; 2.總角動量的本征態;
3.自旋單態與三重態,自旋糾纏態。【教學要求】
1.熟悉:角動量的疊加規律。
2.掌握:電子自旋、自旋算符與自旋波函數以及考慮空間運動后體系的總波函數;Pauli矩陣。
3.了解:自旋糾纏態。
【教學方法】啟發式和討論式,電子課件與黑板講授相結合 【學時】 6 學時
第九部分
力學量本征值問題的代數解法(雙語)
【教學內容】
1.諧振子的Schr?dinger因式分解法; 2.角動量的本征值與本征態;
3.兩個角動量的耦合,Clebsch-Gordan系數。【教學要求】
1. 熟悉:角動量的本征值與本征態。2. 掌握:力學量本征值問題的代數解法。3. 了解:兩個角動量的耦合與Clebsch-Gordan系數。【教學方法】啟發式和討論式,電子課件與黑板講授相結合 【學時】 6 學時
第十部分
微擾論
【教學內容】 1.束縛態微擾論; 2.散射態微擾論。【教學要求】
1.熟悉:能量修正的處理方法。2.掌握:兼并和非兼并束縛態微擾論。3.了解:散射態微擾論。
【教學方法】啟發式和討論式,電子課件與黑板講授相結合 【學時】 6 學時
五、考核方式及成績評定
(一)考核方式:期末閉卷考試。其中英文試題占題量的10%。
(二)成績評定:采用百分制評定總成績。總成績中期末考試成績占70%,平實成績占30%.六、其它說明
本課程需在修讀理工科類高等數學和數學物理方法的基礎上方能修讀。
考慮到本課程理論性強,數學計算較難,沒有相關實驗可做等特點,教學環節包括:講授,討論,作業,考試。教學中應注意:1.強調對物理概念的理解,強調對量子力學知識體系的整體理解與把握,在涉及關鍵的物理概念處,注意啟發學生的創造性思維。可采取討論課的方法,預留思考題,組織學生進行充分的研討;在勢阱,諧振子,氫原子等重要結論處,引導學生對比經典模型,討論適用條件,力爭使學生把物理理論融會貫通。
2、對于采用雙語教學的內容,要給與學生做夠的時間做筆記,消化課件、板書的英文內容。對于主要的專業詞匯,應做耐心的講解。3.數學手段上,應多示例,恰當適用多媒體課件,盡量避免學生陷入過多的繁難的數學計算中。4.作業:通過完成習題和思考題,使學生加深對理論內容的理解,通過把實際物理過程用數學模型求解,培養學生獨立解決實際問題的能力。