量子物理学各发展阶段大事纪要

一、经典物理学的鼠难和量子论的诞生 在1900年4月27日的一次科学家集会上。以思想保守闻名于世的物理学元老英国的开尔文勋爵(Lord Kelvin),作了题为《热和光的动力学理论上空的十九世纪之云》的长篇讲话,对当时物理学的形势作了估计.他认为物理学大厦已全部造成,今后物理学家的任务就是修饰和完善这所大厦.当时,在晴朗天空的边际,还有二朵小小的令人不安的乌云.其中之一是比热和辐射问题,它最终导致了量子物理学的诞生.因此量子物理学的第一个发展阶段应从物理学最早意识到经典物理学内部有无法克服的内在矛盾时起,到大家公认的量子论诞…     

束流物理学的量子方法初探

 量子束流物理学是近年来发展起来的处理束流传输的全新方法，它是经典束流物理学的有益补充。介绍了量子束流物理学的热波模型和基于狄拉克方程的相对论电子束磁透镜量子理论，并与经典束流物理学方法进行了比较。     

量子物理学的哲学问题

自从本世纪的开始,那时爱因斯坦提出了相对性原理而普朗克第一个人介绍了量子,旧的关于物理世界的“经典”的机械概念已不为人们所信了。在二十年代的初期海森伯和薛定谔引入新的量子力学的时候,由此在物理学理论中所形成的危机加深了,而问题也更尖锐地显示出来了。自此以后,人们对于物理世界的观念摆脱“经典”的观念发展到这样的地步,以致有一派物理学家,就是那些与新力学的发展最     

简评《中国古代物理学史话》

去年,河北人民出版社出版了杭州大学物理系副教授王锦光和他的合作者洪震寰合著的《中国古代物理学史话》(以下简称《史话》)一书.《史话》是一本通俗的中国物理学史书,也是我国出版的第一本有关中国物理学史的专著.研究中国科学史大约开始于本世纪初,而研究物理学史要比天文、数学、农医等学科史晚得多.这主要是由于古代没有形成物理学体系,因此有关史料十分零散,不易于收集,也不易于组织编纂.中国物理学史的研究显然要比其它学科史困难得多.虽然从本世纪初以来,在各报刊上偶见一些物理学史文章,或有些学者在注释经典史籍中发现了与物理学…     

量子物理学百年回顾

简述了量子物理学诞生的背景。它的诞生,打开了人们认识微观物质世界运动规律的大门。物质属性及其微观结构问题,只有在量子物理的基础上才在原则上得以解决．量子力学提供了所有现代科学的基础支柱。在过去一百年中,量子物理不仅对于说明众多自然现象取得了无与伦比的成功,它还引发了大量的技术应用。由于量子物理学的基本概念与人们日常生活经验如此不同,诞生伊始至今,对于量子力学原理的诠释存在持续不断的争论。量子理论以前所未有的深度改变了人们的世界观。     

介绍吴柳主编的《大学物理学》

最近 ,笔者见到了由吴柳主编的《大学物理学》(高等教育出版社即将作为“2 1世纪课程教材”出版 ) .粗读之后 ,感到颇有新意 ,故以十分欣喜的心情向广大物理教师及大学生推荐这部教材 .该教材具有以下主要特点 :1 )突破了经典与近代物理内容分开的传统教材体系 ,用现代物理思想重新设计课程体系 .教材分为绪论 ,时间和空间与运动 ,守恒定律 ,相互作用场 ,波及量子物理 ,熵与不可逆过程六篇 .通过适当地强调物理思想方法 ,形成了“物质结构及其运动规律”这样一条认识主线 ,从而加强了教材各部分内容的内在联系 .例如在教材上册就采用了相对…     

生物物理讲座 第五讲 量子生物物理学

量子生物物理学是把量子力学用于生物凝聚态的研究,从量子(电子)水平来认识生命现象的一门新兴的交叉学科.早在1943年,量子力学的创始人之一薛定谔在他的《生命是什么?》[1]一书中就提出了非周期性晶体、量子跃迁式突变等概念.指出量子力学与生命现象有密切的关系.从那时起,这部名著一直鼓舞着物理学工作者从事生命现象的研究. 量子生物物理学研究生命物质的物理性质(电学、磁学、光学、流体、……等性质),生命过程中内在的物理规律(视觉、听觉、兴奋、传导、肌肉收缩、膜的输运……等过程)以及能量的吸收、传递、储存、转换与利用.在处理具…     

《费恩曼物理学讲义》对中学物理观念教学的启示

《费恩曼物理学讲义》中包含着费恩曼教授大量的物理教学思想,他别具一格的教学风格和教学理念在某些层面上契合了当下物理教育的要求.本文以《费恩曼物理学讲义》第一卷第4章"能量守恒"的教学内容为例,探寻费恩曼在"物理观念"教学方面的方法与路径,以期为"物理观念"教学获得一些有益的启示.     

普朗克的第二次量子假设

1900年12月14日,德国理论物理学家马克思·普朗克在德国物理学会上公布了他的第一次量子假设,这一假设的提出大大改变了物理学的进程,人们习惯地把这一天称之为量子概念的诞生纪念日;而在1911年2月3日,普朗克又一次提出了量子假设,我们把它称之为第二次量子假设.量子假设使物理学发生了一场深刻革命,这是众所周知的,但许多人对普朗克的第一次量子假设做了大量研究,而对普朗克为什么提出第二次量子假设却很少有人问津,并存在一些误解,认为普朗克提出第二次量子假设的行动是一种退却行动,在量子问题上普朗克一直持保守态度.对此我不敢苟同,并…     

量子相空间纠缠轨线力学

量子相空间理论已用来研究物理学、化学等有关问题, 并为人们研究经典物理和量子物理的对应关系提供了一种有力工具. 在量子相空间中, 基于Wigner表象下的量子刘维尔方程, 建立分子纠缠轨线力学. 与经典分子力学方法不同, 分子纠缠轨线力学中的轨线不再是独立的, 而是“纠缠”在一起的, 这正是体系量子效应的体现. 这种半经典 的理论方法能给出体系的量子效应及具有启示意义的物理图像. 分子纠缠轨线力学被用来研究量子隧穿效应、分子光解反应动力学、自关联函数等. 本文综述了分子纠缠轨线力学最近的发展. 关键词： 纠缠轨线 量子相空间 半经典理论     

评《量子迷宫：历史 理论 诠释 哲学》一书

20世纪之前的经典物理学是建立在相当精密的天体测量和声、光、电、热测量基础之上的,对人类的自然哲学或宇宙观产生过重大影响,比如从日心说到地心说,从有神论到无神论．但是在对于时间和空间的认识上,经典物理学的观念与人们的直觉相去并不远,人们不难接受．20世纪初开始建立起来的量子物理,虽然也是建立在精密的测量（主要是光谱测量）基础之上,但它所揭示的规律,     

物理学很难吗

本刊下面发表的译文，代表了国外一种观点．文中提出的问题是有实际意义的．在我国的物理教育、特别是中学物理教育中，确实存在着认为“物理学深奥难学”的问题．但把物理学很难的原因全部归结为“深奥论”的看法似乎并不全面，特别是在初等物理的学习中，即使消除了深奥论的影响，亦未必能解决“难”的问题．此文可供物理教育研究参考．     

物理学的第二次量子革命

1基本粒子的起源与纠缠的量子比特《赛先生》:在您看来,当代物理学最伟大的未决问题有哪些?文小刚:就物理学的基础问题而言,人类一直追求万物起源这一问题,希望了解万物是从哪儿来的,基本规律是什么。直到今天,这还是物理学的最大梦想。但有人会说,这个问题不是已经解决了吗?我们有基本粒子的"标准模型",有牛顿的万有引力理论,还有爱因斯坦的广义相对论,这些已经把我们的世界解释得清清楚楚,很让人满意了。但实际上不是这样的。在标准模型提出40年后的今天,没有一个物理学家认为标准模型是基本理论,大家都认为它只是一个近似的     

量子物理学的基石—纪念普朗克提出量子概念100周年

M．普朗克确信,外部世界是独立于人类感觉的“绝对的东西”,它可以被人类的智慧所认识,在这种信念下,他始终将能量和熵的本质问题作为研究的中心,当普朗克研究黑体辐射问题时,再次把熵放在突出的位置,并提出能量不连续的观点,导致了量子概念的诞生,成为现代物理学的一个起点,普朗克不仅是伟大的物理学家,而且也是优秀的教育家和哲学家。     

评荐《液晶物理学》

液晶是物质的一种状态,介于液体与晶体之间,具有流动性和各向异性.自1888年发现以来,已有一百年历史.近二十年来,液晶在工业上应用很广,主要是在显示器和高强度高分子材料两方面.由于性质特异,它在凝聚态研究和几个物理前沿课题方面都有独特的地位. 液晶物理的专书主要有两本.一本是P.G.de Gennes在1974年出版的《液晶物理学》,另一本是S.Chandrasekhar在 1976 年出版的《液晶》.前者物理内容丰富,已成为这个领域的经典书;后者推导较详,另有特色.这两本书的出版都已超过十年以上.在这十多年内,液晶发展很快,譬如重入现象、铁电相液晶、近…     

计算机代数与物理学

一、计算机代数 随着计算机性能价格比的日益提高,它在物理学各部门中的应用也日渐增多.来自不同领域的物理学工作者,从不同的角度使用计算机,逐步积累了大量的知识.这就形成了计算物理学.现在公认,计算物理是独立于理论物理与实验物理之外的第三物理学.它对物理学发展的重要性,逐渐为人们所认识.虽然如此,但目前对计算物理迄今尚无一个公认的定义.在欧洲物理学会计算物理分会的一篇工作总结中,D.Biskamp[1]定义计算物理为:“涉及在物理学中应用计算机的一切方面”. 通常,计算机在物理学中主要用于:进行数值计算和数值分析Z物理过程的计算…     

让物理学工作者和企业界共同来关心“物理学和经济建设”栏

《物理》编辑部: 我想就如何办好“物理学和经济建设”栏的问题,谈谈自己的想法.我的想法概括地讲是两条:一是要物理学工作者与企业界密切配合.二是要有鼓励性的措施.具体地讲是这样: 1.专栏文章要体现专拦的特点.“物理学和经济建设”栏的特点有两个:一是讲物理知识,二是为经济建设服务.因此.该专栏的文章应当要有物理思想,侧重于物理原理,而不是侧重于工艺;内容要有针对性、实用性.它不同于科普作品,内容上要有一定的深度,要能解决一些实际问题;它又不同于科技专著,不必在细节上大做文章. 2.专栏文章的作者应当到现实生活中去找题目,而不…     

朗道《普通物理学》评介

<正>Л. Д.朗道(1908—1968)是一位物理学大师,对物理学的贡献以所谓的“朗道十戒”著称.朗道同时也是一位伟大的教育家,其重要表现之一是他与栗弗席兹以及其他朗道学派弟子通力合作,特别是后者持续不断地努力,克服重重困难,历时四十余年撰写完成,享誉学界的十卷本物理学经典名著朗道-栗弗席兹《理论物理学教程》(以下简称《教程》,其最新版中译本已于2020年由高等教育出版社全部出齐).《教程》既体现朗道学派对物理学基础的系统而独特的理解,     

本科量子物理实验课程探索

近20年,国际量子科技取得重大进展,在未来科技发展中占据重要地位.因此,在物理专业本科实验教学中设置量子物理实验,让学生深入理解微观量子物理基本原理,掌握一定的量子前沿技术非常必要.华东师范大学物理学专业自主开发量子物理本科实验教学仪器和虚拟仿真实验,在物理学专业拔尖班开设量子物理实验,取得了优异的成果.本文详细介绍了华东师范大学量子物理实验课程设置以及实施过程,分析开展相关本科量子物理实验的可能性及其普及性,为全国高校开设量子物理实验课程提供参考.     

运用"量子通则"时不应忽略的一个条件

“量子通则”是经典物理学向量子力学过渡中的“量子”条件 ,许多书中只强调周期性积分而忽略独立坐标的选择 .本文从一个简单问题论述了忽略独立坐标的要求将会产生错误 .值得在教学中注意