全国

热门城市 | 全国 北京 上海 广东

华北地区 | 北京 天津 河北 山西 内蒙古

东北地区 | 辽宁 吉林 黑龙江

华东地区 | 上海 江苏 浙江 安徽 福建 江西 山东

华中地区 | 河南 湖北 湖南

西南地区 | 重庆 四川 贵州 云南 西藏

西北地区 | 陕西 甘肃 青海 宁夏 新疆

华南地区 | 广东 广西 海南

  • 微 信
    高考

    关注高考网公众号

    (www_gaokao_com)
    了解更多高考资讯

您现在的位置:首页 > 高考总复习 > 高考知识点 > 高考物理知识点 > 2020高考量子力学与科学家的知识点

2020高考量子力学与科学家的知识点

来源:高考网整理 2019-10-19 21:59:09

  2020年高考即将开战,你准备好了吗?对于高中物理成绩不好的同学来说,熟悉复习资料的积累要随时整理。高考网小编为各位考生整理了一些高考物理必备的知识点,供大家参考阅读!

  为何会有量子力学?

  为什么人们要研究量子力学呢?量子力学能够解决什么问题?

  量子力学是描述微观物质的理论,与相对论一起被认为是现代物理学的两大基本支柱,许多物理学理论和科学如原子物理学、固体物理学、核物理学和粒子物理学以及其它相关的学科都是以量子力学为基础所进行的。

  19世纪末,经典力学和经典电动力学在描述高速、微观领域时的不足越来越明显。人们认识到经典力学的适用范围:只适用于低速运动,不适用于高速运动;只适用于宏观世界,不适用于微观世界。19世纪末到20世纪初,人们相继发现了电子、质子、中子等微观粒子,超出宏观的日常生活经验的领域,发现它们不仅具有粒子性,而且具有波动性,它们的运动规律难以用经典力学描述。

  量子力学概述

  量子力学是研究物质世界微观粒子运动规律的物理学分支,主要研究原子、分子、凝聚态物质,以及原子核和基本粒子的结构、性质的基础理论它与相对论一起构成现代物理学的理论基础。量子力学不仅是现代物理学的基础理论之一,而且在化学等学科和许多近代技术中得到广泛应用。

  19世纪末,人们发现旧有的经典理论无法解释微观系统,于是经由物理学家的努力,在20世纪初创立量子力学,解释了这些现象。量子力学从根本上改变人类对物质结构及其相互作用的理解。除了广义相对论描写的引力以外,迄今所有基本相互作用均可以在量子力学的框架内描述(量子场论)。

  量子力学可以算作是被验证的最严密的物理理论之一了。至今为止,所有的实验数据均无法推翻量子力学。大多数物理学家认为,它“几乎”在所有情况下,正确地描写能量和物质的物理性质。虽然如此,量子力学中,依然存在着概念上的弱点和缺陷,除上述的万有引力的量子理论的缺乏外,至今为止对量子力学的解释存在着争议。

  量子力学的创立者们

  量子力学是在20世纪初由马克斯·普朗克、尼尔斯·玻尔、沃纳·海森堡、埃尔温·薛定谔、沃尔夫冈·泡利、路易·德布罗意、马克斯·玻恩、恩里科·费米、保罗·狄拉克、阿尔伯特·爱因斯坦、康普顿等一大批物理学家共同创立的。

  量子力学的发展革命性地改变了人们对物质的结构以及其相互作用的认识。量子力学得以解释许多现象和预言新的、无法直接想象出来的现象,这些现象后来也被非常精确的实验证明。除通过广义相对论描写的引力外,至今所有其它物理基本相互作用均可以在量子力学的框架内描写(量子场论)。

  普朗克与量子力学

  1900年,普朗克提出辐射量子假说,假定电磁场和物质交换能量是以间断的形式(能量子)实现的,能量子的大小同辐射频率成正比,比例常数称为普朗克常数,从而得出普朗克公式,正确地给出了黑体辐射能量分布。

  爱因斯坦与量子力学

  1905年,爱因斯坦引进光量子(光子)的概念,并给出了光子的能量、动量与辐射的频率和波长的关系,成功地解释了光电效应。

  其后,他又提出固体的振动能量也是量子化的,从而解释了低温下固体比热问题。

  玻尔与量子力学

  1913年,玻尔在卢瑟福原有核原子模型的基础上建立起原子的量子理论,即玻尔能级模型。

  按照这个理论,原子中的电子只能在分立的轨道上运动,在轨道上运动时候电子既不吸收能量,也不放出能量。原子具有确定的能量,它所处的这种状态叫“定态”,而且原子只有从一个定态到另一个定态,才能吸收或辐射能量。这个理论虽然有许多成功之处,对于进一步解释实验现象还有许多困难。

  德布罗意波的波长计算

  德布罗意波的统计解释粒子在某处邻近出现的概率与该处波的强度成正比。

  公式表示为:λ=h/p (h:普朗克常量;p:动量; λ:波长)

  德布罗意与量子力学

  在人们认识到光具有波动和微粒的二象性之后,为了解释一些经典理论无法解释的现象,法国物理学家德布罗意于1923年提出了物质波这一概念。

  德布罗意认为一切微观粒子均伴随着一个波,这就是所谓的德布罗意波。由于微观粒子具有波粒二象性,微观粒子所遵循的运动规律就不同于宏观物体的运动规律,描述微观粒子运动规律的量子力学也就不同于描述宏观物体运动规律的经典力学。当粒子的大小由微观过渡到宏观时,它所遵循的规律也由量子力学过渡到经典力学。

  可以说,德布罗意建立了量子力学与经典力学的一座桥梁。

 

最新高考资讯、高考政策、考前准备、高考预测、志愿填报、录取分数线等

  高考时间线的全部重要节点

  尽在"高考网"微信公众号

       

收藏

高考院校库(挑大学·选专业,一步到位!)

高校分数线

专业分数线