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有没有量子力学专业的
你好,在我国高校中,是没有量子力学专业的。《量子力学》,是一门学科,不是一个专业。通常情况下是本科阶段物理专业修的一门课程,在我国高校物理学本科专业中,会修《力学》、《热学》、《电磁学》、《光学》、《**物理》、《理论力学》、《热力学与统计物理》、《固体物理》和《量子力学》等专业学科,,,
至于你说的专业,我来给你介绍一下。
研究生阶段,会稍微详细的分专业。
物理学是一级学科,代码是0702。其中又分下属的二级学科:
070201 理论物理
070202 粒子物理与**核物理
070203 **与分子物理
070204 等离子体物理
070205 凝聚态物理
070206 声学
070207 光学
070208 无线电物理
本科阶段,物理相关的专业有:物理学、应用物理学 等
研究生阶段,物理相关的专业有:理论物理、 粒子物理与**核物理、 **与分子物理、等离子体物理、凝聚态物理、声学、光学、无线电物理
我本科就是物理学的,硕士博士阶段是理论物理。如果你有相关问题,可以私信询问。
如果我的回答对你有帮助,请您采纳。
著名物理实验列举在物理史上,有哪些著名的实验
1.埃拉托色尼测量地球的周长
古埃及有一现名为阿斯旺的小镇。在这里,夏日正午的太阳悬在头顶:物体没有影子,阳光直射入深水井中。埃拉托色尼是公元前3世纪亚历山大图书馆的馆长,他意识到这一信息可以帮助他估计地球的周长,在以后几年的时间里的同一天、同一时间,他在亚历山大测量了同一地点的物体的影子。发现太阳光线有轻微的倾斜,在垂直方向偏离了大约7度角。 剩下的就是几何学的问题了。假设地球是球状,那么它的圆周应该跨越360度。如果两座城市成7度角,就是7/360的圆周,就是当时5000个希腊运动场的距离。因此地球的周长就应该是25万个希腊运动场。今天,通过航迹测算,我们知道埃拉托色尼的测量误差仅在5%以内。
2. 伽利略的自由落体实验
在16世纪末,人人都认为重量大的物体比重量小的物体下落的快,因为伟大的亚里士多德已经这么说了。伽利略,当时在比萨大学数学系任职,他大胆的向公众的观点挑战。著名的比萨斜塔实验已经成为科学中的一个故事:他从斜塔上同时扔下一轻一重的物体,让大家看到两个物体同时落地。伽利略挑战亚里士多德的代价也许是他失去工作,但他展示的是自然界的本质,而不是人类的权威,科学作出了最后的裁决。
3. 伽利略的加速实验
伽利略继续提炼他有关物体运动的观点。他做了一个6米多长、3米多宽的光滑直木槽。再把这个木板的斜槽固定住,让铜球从木槽顶端沿斜面滑下,并用水钟测量铜球每次下滑的时间,研究它们之间的关系。亚里士多德曾预言滚动球的速度是均匀不变的;铜球滚动两倍的时间就走出两倍的路程。伽利略却证明铜球滚动的路程和时间的平方成 正比:两倍的时间里,铜球滚动的4倍的距离,因为存在恒定的重力加速度。
4.牛顿的棱镜分解太阳光
埃萨克·牛顿出生那年,伽利略与世长辞。牛顿1665年毕业于剑桥大学的三一学院,后来因躲避鼠疫在家呆了两年,后来顺利地得到了工作。当时大家都认为白光是一种纯的没有其它颜色的光(亚里士多德就是这样认为的),而彩色光是一种不知何故发生变化的光。
为了验证这个假设,牛顿一面三棱镜放在阳光下,透过三棱镜,光在墙上分解为不同的颜色,后来我们称作为光谱。人们知道彩虹的五颜六色,但是他们认为那是因为不正常。牛顿的结论是:正是这些红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫基础色有不同的色谱才形成了表面上颜色单一的白色光,如果你深入地看看,会发现白光是非常美丽的。
5.卡文迪许扭称实验
牛顿的另一伟大贡献是他的万有引力定律,但是万有引力到底有多大?18世纪末,英国科学家亨利·卡文迪许决定要找出这个引力。他将两边系有小金属球的6英尺木棒用金属线悬吊起来,这个木棒就像哑铃一样。再将两个350磅重的铅球放在相当近的地方,以产生足够的引力让哑铃转动,并扭动金属线。然后用自制的仪器测量出微小的转动。
测量的结果惊人的准确,他测出了万有引力恒量的参数,在此基础上卡文迪许计算出地球的密度和质量。他的计算结果和当今世界公认的值很接近。
6. 托马斯·杨的光干涉实验
牛顿也不是永远都正确的。在多次争吵后,牛顿让科学界接受了这样的观点:光是有微粒组成的,而不是一种波。1830年,英国医生、物理学家托马斯·杨用实验来验证这点。 他在百叶窗上开了一个小洞,让光线通过,并用一面镜子反射透过的光线。然后他用一个厚约1/30英寸的纸片把这束光从中间分成两束。结果看到了相交的光线和*影。这说明两束光线可以像波一样相互干涉。这个实验为一个世纪后量子学的创立起到了至关重要的作用。
7.米歇尔·傅科钟摆实验
去年,科学家们在南极安置一个摆钟,并观察它的摆动。他们是在重复1851年巴黎的一个著名实验。1851年法国科学家傅科在公众面前做了一个著名的实验,用一根长220英尺的钢丝将一个62磅重的头上带有铁笔的铁球悬挂在屋顶下,观测记录他前后摆动的轨迹。周围观众发现每次摆动都会稍稍偏离原来轨迹并发生旋转时,无不惊讶。实际上这是因为房屋在缓缓移动。
傅科的演示说明地球是在围绕地轴自转的。在巴黎的纬度上,钟摆的轨迹是顺时针方向,30小时一个周期。在南半球,钟摆应该逆时针转动,而赤道上将不会转动。在南极,转动周期是24小时。
8.罗伯特·密里根的油滴实验
很早以前,科学家就在研究电。人们知道这种无形的物质可以从天上的闪电中获得,也可以通过摩擦头发得到。1897年,英国物理学家J·J·托马斯已经确立电流是由带负电粒子即电子组成。1909年美国科学家罗伯特·密里根开始测量电流的电荷。密里根用一个香水瓶子的喷头向一个透明的小盒子里喷油滴。小盒子的顶部和底部分别接一个电池,让一边成为正电板,另一边成为负电板。当小油滴通过空气时,就会吸引一些静电,油滴下落的速度可以通过改变电板间的电压来控制。
密里根不断改变电压,仔细观察每一颗油滴的运动。经过反复的研究,密里根得出结论:电荷的值是某个固定的常量,最小的单位就是单个电子的带电量。
9.卢瑟福发现核子的实验
1911年卢瑟福还在曼彻斯特大学做放射能的实验时,**在人们的印象中就好像是“葡萄干布丁”,大量正电荷**的糊状物质,中间包含着电子的微粒。但是他和他的助手发现向金箔发射带正电的阿尔法微粒时少量被弹回,这是他们非常吃惊。卢瑟福计算出**不是一团糊状物质,大部分物质集中在一个中心小核上,现在叫做核子,电子在它周围环绕。
10.托马斯·杨的双缝演示应用于电子干涉的实验
牛顿和托马斯·杨对光的性质的研究得出的结论都不完全的正确。光既不是简单由粒子构成,也不是一种单纯的波。20世纪初,麦克斯·普朗克和阿尔伯特·爱因斯坦分别指出一种叫光子的东西发出光和吸收光。但是其他实验还证明光是一种波状物。经过几十年发展的量子学说最终总结了两个矛盾的真理:光子和亚**微粒(如电子、光子等等)是同时具有两种性质的微粒,物理上称它们:波粒二象性。
将托马斯·杨的双缝演示改造一下可以很好的说明这一点。科学家们用电子流代替光束来解释这个试验。根据量子力学,电粒子流被分成两股,被分的更小的粒子流产生波效应,它们互相影响,以致产生象托马斯·杨的双缝实验中出现的加强光和*影。这说明微粒也有波的效应。到1961年,某一位科学家才在真实的世界里做出了这一实验。
促使量子论产生的几个重大物理实验是什么?
19世纪末,经典物理学的几个主要分支——力学、热力学和分子运动论、电磁学以及光学都已建立起完整的理论体系,并在理论应用上也取得了巨大成果.当时绝大多数的物理学家都认为,今后的工作只能是对已建立起的科学大厦进行修补和完善.但就在此时,出现了经典物理理论无法克服的矛盾,引起了物理学的**.
经典物理首先遇到的难题是黑体辐射.黑体辐射理论认为:黑体辐射与周围物体处于平衡状态时,能量按频率(或波长)分布.维恩在作了特殊的假设之后,用热力学方法导出公式
他将理论计算值与实验结果相比较,发现两者虽然在高频区域符合,但在低频区域相差很大.瑞利根据经典电动力学和统计物理得到到ρ()d∝2Td,后来金斯纠正了上式的比例系数.瑞利的公式虽然能反映高温下长波辐射的情况,但当→∞时它将遇到“紫外光灾难”.上述公式都是严格按经典理论计算出来的,各代表一种极端情况,都不能全面解释黑体辐射.
普朗克在受到好友鲁木斯的忠告后,试图找出一个公式把维恩公式
年10月19日普朗克向德国物理学会报告了他的经验公式.由于他的公式与实验结果符合,促使他继续探索这个公式的理论基础、经过紧张的两个月努力,1900年底他用一个谐振子假设,也就是假定黑体以h为能量单位,不连续地吸收和发射能量,用玻尔兹曼统计方法得到黑体辐
(作用量子或离散量),h就是普朗克常量,其数值为6.626×10-34J·s.
普朗克常量的引进开创了量子论,但普朗克本人并没有充分地认识到这一点,他还想回到经典物理学中用连续代替不连续.然而爱因斯坦并不这样认为,他最早明确地认识到普朗克的发现标志着物理学的新纪元,并利用普朗克常量提出了光量子的概念,成功地解释了光电效应实验,提出了光电效应方程eV=h-W.1914年密立根全面证实了爱因斯坦光电效应方程,并且第一次从光电效应中测定出普朗克常量为6.56×10-34J·s,与普朗克1900年从黑体辐射计算得出的结果相符合.这令人信服的事实转变了一些物理学家对量子论的怀疑态度,并发展了量子论.
在量子论的初期,固体比热是继黑体辐射和光电效应之后又一重大课题.根据麦克斯韦—玻尔兹曼能量均分原理讨论固体的热容量所得的结果,在高温和室温范围内与实验值符合,但在低温范围内与实验不符,这个问题是经典物理不能解释的.1907年爱因斯坦进一步把普朗克常量
了经典理论的又一大难题,并及时得到能斯特的验证和大力宣传,使量子论开始被人们所认识.
固体的比热问题解决后,经典理论和实验之间的另一尖锐矛盾发生在**结构上.卢瑟福依据α粒子散射实验提出了**有核模型.可是,当时人们从他的**模型出发,用经典理论解释一些现象时,却得到了与实验相反的结论.根据经典的电磁理论,电子绕核做曲线运动时必然有加速度,那么就应辐射电磁波,其频率等于电子绕核做圆周运动的频率.这样,电子不断地损失能量,离核愈来愈近,电子最终将落至**核上,发射出连续光谱,使**变成不稳定系统.上述结论显然是不正确的.我们不能因此说**模型有错误,因为它的正确性已被实验所证实,因此只能是经典理论不适用于**内部结构.
为了解决上述问题,玻尔在**模型的基础上,在好友汉森的帮助下,于1913年提出两条重要假设.第一,电子绕核做圆周运动的轨道不是任意的,必须满足量子化条件
引入轨道量子化条件的作用如玻尔在《哲学杂志》上所说的那样:“引入一个大大异于经典力学概念的量到这个定律中来,这个量就是普朗克常量,或者是经常所称的基本作用量子.引入这个量后,**中电子稳定组态问题发生了根本的变化.”
玻尔在第二假设里认为,电子在特定轨道上运动时尽管有加速度,但不辐射能量,它们处于定态.只有电子从能量为En的初态跃迁到能量为Em的终态(En>Em),才发射出光子,光子的频率满足h=En-Em.因此可以看出普朗克常量在玻尔理论中的地位.由于玻尔理论仍没有摆脱经典轨道理论的束缚,在解释光谱线的强度、精细结沟等问题上又陷入困境.后来索末菲发展了玻尔理论,用量子论解决了上述问题.
玻尔运用在早期量子论中起指导作用的“对应原理”,推出了角动
发点处理氢**状态问题时,得到能量和轨道半径的量子方程.玻尔的角动量量子化公式是通过假设得到的.在后期的量子论(量子力学)中,通过应用波函数的标准化条件解L2的本征方程,得到微观体系的角动量
明量子力学的结果更为正确.从上述事实可以看出普朗克常量始终伴随着量子论的发展.
电子定态跃迁时可辐射电磁波.同样,高速带电粒子与物质相撞时也可产生电磁波,不过是能量更大、波长更短的X射线.
X射线有个效应颇引人注目.高频率的X射线被轻元素的电子散射后,波长随散射角θ的增大而增大.但按经典电动力学理论,X射线会引起电子的强迫振动,振动的电子又发射次波,次波就是散射波,散射波长和入射波长应相同.因此光的波动观点不能解释康普顿散射中的波长为什么改变.康普顿把频率为的X射线看成光子流,每个光子的能量为h,根据动量和能量守恒,再考虑相对论效应,得到散射波长为
如果在散射公式中忽略h的作用,即h→0则λθ=λ0,将又到经典理论中去.爱因斯坦得知康普顿散射结果之后,多次在报刊上谈到它的重要意义,使光的波粒二象性得到广泛承认,进一步发展了量子论.
早期的量子论尽管取得了不少惊人的成果,但因它的理论基础是在经典理论的基础上加量子假设,因此是不完善的,不能解释氦**光谱、反常塞曼效应等问题.1925年乌伦贝克和哥德斯密脱在泡利不相容原理的基础上,提出两条关于电子自旋的假设,其中一条是每个电子都具有
电子自旋的引入使长期得不到解决的反常塞曼效应等难题迎刃而解,使量子论的发展登上了一个新台阶.
量子论是反映微观粒子运动规律的理论.由于微观粒子具有波粒二象性,所以在确定微观粒子每个动力学变量所能达到的准确度方面,存在着一个基本限度.海森堡在一次与爱因斯坦谈话的启发下,于1927年提出了测不准原理,即微观粒子的坐标和动量不能同时有确定值,其测
学量的两个算符之间关系不对易,一般地说,它们不能同时具有确定值.只有在普朗克常量不起显著作用的场合,可以看成宏观现象时,才可以用经典力学的方法处理.
综上所述,可以看出普朗克常量在微观理论中所处的核心作用.不论是固体比热、电子自旋还是测不准关系,都是通过普朗克常量表征出来的.如果在处理的问题中h的作用和其它物理量相比较可以略去,那么微观规律就过渡到宏观规律.
普朗克常量是区分物理现象是宏观还是微观的判据,存在于量子系统的一切数学描述中.普朗克常量的引入具有划时代的历史作用.没有它,就不会有物理学的发展,更不会有量子论的存在
参考资料:http://****ex2006***m/dianzi/19232025.htm
目前我国量子科技的研究主要在哪些领域?
“知己知彼方能百战百胜”,在战争中,保密技术成各国苦心研究的对象。就在今年七月,中国科研团队在一项技术上再次取得了新的突破,这项技术如果应用到军事通讯领域,将使我国未来的**通信变得牢不可破。
什么是量子?量子效应?它们在哪方面有应有应用?
什么是量子效应?这得从一些基本概念说起。**模型与量子力学已经用能级的概念进行了合理的解释,由无数**构成固体时,单独**的能极就并合成能带,由于电子数目很多,能带中能极的间距很小,因此可看做是连续的。从能带理论出发,物理学家成功地解释了大块金属、半导体、绝缘体之间的联系和区别,对介于**、分子与大块固体之间的超微颗粒而言,大块材料中连续的能带将**为分立的能极,能极间的间距随颗粒尺寸减少而增大。当热能、电场能或者磁场能比平均的能极间距还小时,就会呈现一系列与宏观物体截然不同的反常特性,这就是所谓的“量子效应”。
例如,导电的金属在超微颗粒时可以变成绝缘体,磁距的大小与颗粒中电子是奇数还是偶数有关,比热亦会反常变化,光谱线会产生向短波长方向的移动,这就是量子效应的宏观表现。
量子有哪些特性
1、不确定性原理
即观察者不可能同时知道一个粒子的位置和它的速度,粒子位置的总是以一定的概率存在某一个不同的地方,而对未知状态系统的每一次测量都必将改变系统原来的状态。也就是说,测量后的微粒相比于测量之前,必然会产生变化。
2、量子不可**
量子不可**原理,即一个未知的量子态不能被完全地**。在量子力学中,不存在这样一个物理过程:实现对一个未知量子态的精确复制,使得每个复制态与初始量子态完全相同。
3、量子不可区分
量子不可区分原理,即不可能同时精确测量两个非正交量子态。事实上,由于非正交量子态具有不可区分性,无论采用任何测量方法,测量结果的都会有错误。
4、量子态叠加性
量子状态可以叠加,因此量子信息也是可以叠加的。这是量子计算中的可以实现并行性的重要基础,即可以同时输入和操作个量子比特的叠加态。
5、量子态纠缠性
两个及以上的量子在特定的(温度、磁场)环境下可以处于较稳定的量子纠缠状态,基于这种纠缠,某个粒子的作用将会瞬时地影响另一个粒子。爱因斯坦称其为“幽灵般的超距作用”。
6、量子态相干性
量子力学中微观粒子间的相互叠加作用能产生类似经典力学中光的干涉现象。
扩展资料:量子力学问题:
按动力学意义上说,量子力学的运动方程是,当体系的某一时刻的状态被知道时,可以根据运动方程预言它的未来和过去任意时刻的状态。
量子力学的预言和经典物理**动方程(质点运动方程和波动方程)的预言在性质上是不同的。在经典物理学理论中,对一个体系的测量不会改变它的状态,它只有一种变化,并按运动方程演进。因此,运动方程对决定体系状态的力学量可以作出确定的预言。
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**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。
参考资料来源:百度百科 -量子力学