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　由于人們把“以太”選作絕對靜止的參照系，因此在19世紀，人們熱衷于尋找出地球相對于以太的絕對速度。1881年，美國人邁爾耳遜設(shè)計了一個實驗，但是卻得到“0”結(jié)果，根據(jù)這一結(jié)果，“以太”顯然是一廂情愿的設(shè)想，盡管不斷改進，但結(jié)論卻相同。

　絕對的，真正的和數(shù)學(xué)的時間自己流逝著，并由于它的本性而均勻的與任何外界對象無關(guān)的流逝著�！　　　　　�--牛頓

　絕對空間，就其本質(zhì)來說，獨立于外界任何事物，總是始終如一和靜止不動的�！　　　　　　　　　　�--牛頓

2.薛定諤的創(chuàng)建

　1)薛定諤(1887-1961):奧地利人，物理學(xué)博士。曾先后擔任蘇黎士、柏林大學(xué)的物理學(xué)教授，在愛爾蘭工作了17年，1933年獲諾貝爾物理學(xué)獎。

　1944年發(fā)表《生命是什么》，給生命科學(xué)注入了新的活力。

　2)薛定諤方程：薛定諤在德布羅意、愛因斯坦的啟發(fā)影響下，在1926年1-6月，連續(xù)發(fā)表了四篇論文，系統(tǒng)闡明了波動力學(xué)的理論，提出了量子力學(xué)中著名的薛定諤方程。

　3.矩陣力學(xué)與波動力學(xué)的統(tǒng)一

　既然矩陣力學(xué)與波動力學(xué)描述了同一物理現(xiàn)象，它們之間是否存在著內(nèi)在的聯(lián)系？薛定諤證明了矩陣力學(xué)和波動力學(xué)的等價性，1926年，狄拉克提出了普遍的變換理論，使兩種力學(xué)進一步得到和諧與統(tǒng)一，將其統(tǒng)稱為量子力學(xué)，并引進了狄拉克方程，奠定了粒子物理和量子電動力學(xué)的基礎(chǔ)，因此狄拉克與薛定諤共獲1933年諾貝爾物理獎。

　總之，量子力學(xué)沖破了經(jīng)典物理的局限，迅速發(fā)展起來，成為我們研究微觀世界的有力武器。普朗克、盧瑟福、玻爾、德布羅意、薛定諤、海森堡等科學(xué)家為追求真理而勇于探索的精神，成為我們學(xué)習(xí)的榜樣。

第八章 愛因斯坦與相對論

第一節(jié)　走進維谷的牛頓力學(xué)

　相對論好象是：“光彩奪目的火箭，它在黑暗的夜空，突然劃出一道道十分強烈的光輝，照亮了廣闊的未知領(lǐng)域。” 　　 --德布羅意

1.德布羅意波

　1)德布羅意(1892-1960):法國人，一戰(zhàn)服役六年，原來從事歷史研究，受其兄影響，改學(xué)物理，1924年獲博士學(xué)位，1932年任巴黎大學(xué)物理教授，1933年被選為法國科學(xué)院院士，1929年獲諾貝爾物理獎。

　2)德布羅意的觀點:既然光具有波粒二象性，那么實物粒子如電子、質(zhì)子等也應(yīng)該具有波動性和粒子性。

　3)實驗驗證:1923年9-10月，德布羅意在法國科學(xué)院《通報》上，發(fā)表了三篇文章，提出了物質(zhì)波的思想，并指出這種波的波長為。

　戴維森--革末實驗：美國人，貝爾電話實驗室研究員

　G.P. 湯姆遜實驗　　　　　　　　演示湯姆遜實驗

　由于他們實驗的成功，實物粒子也具有波動性的理論被證實了，他們也因此獲得了1937年的諾貝爾獎。

　1.海森堡的貢獻

　海森堡在索末菲、玻爾等人指導(dǎo)下，認識到在原子物理中，軌道上運行的電子位置和速度是不可觀察的，因而需要用可觀察量去描寫電子所處的狀態(tài)，他認為n是原子定態(tài)的量子數(shù)，光譜頻率ω和振幅A是原子現(xiàn)象的可觀察量，海森堡用頻率和振幅表示了坐標

　海森堡決定用新思路去描述微觀世界。

　　2.波恩的思索

　波恩看到海森堡的論文《關(guān)于運動學(xué)和動力學(xué)關(guān)系的量子論解釋》后，經(jīng)過8天的苦苦思索，終于認識到海森堡的數(shù)集，是他在大學(xué)里學(xué)過的矩陣，這樣某力學(xué)量就可以用一些元素組成的矩陣來表示。

3.算符的引進

　由海森堡、波恩等引入到量子力學(xué)中。在量子力學(xué)中用算符表示力學(xué)量，它可以作用在一個函數(shù)上，得出另一個函數(shù)。比如動量算符。

　泡利用海森堡的矩陣力學(xué)解決了三個方面的問題，矩陣力學(xué)成長建立起來。

2.線索

　3.代表人物

泡利--提出不相容原理(1924年)

德布羅意--提出物質(zhì)波(1923年)31歲

海森堡--提出矩陣力學(xué)(1925年)24歲

薛定諤--提出波動方程(1926年)39歲

狄拉克--非相對論量子力學(xué)(1926年)24歲

波恩--對波函數(shù)的物理詮釋

玻爾--互補原理和對量子力學(xué)詮釋(1927年)

1.量子力學(xué)：研究微觀粒子運動的基本理論，它和相對論構(gòu)成近代物理學(xué)的兩大支柱。

　玻爾理論是經(jīng)典與量子理論的混合物，存在著內(nèi)在的不協(xié)調(diào)，內(nèi)在的矛盾。

第五節(jié)　量子理論的發(fā)展

　首創(chuàng)將量子理論用于解釋原子現(xiàn)象的第一人。

　深信核式理論的正確性，認為必須對經(jīng)典概念進行改造。

　1913年，寫出了《原子構(gòu)造和分子構(gòu)造》(1)(2)(3)三篇論文，提出了定態(tài)躍遷的原子模型。

　1)定態(tài)假設(shè)：原子中電子的軌道不是任意的，只能取分立的幾個，在以上軌道運動的電子不輻射電磁波，原子處于相應(yīng)的定態(tài)。

　2)躍遷假設(shè)：原子中的電子從一定態(tài)躍遷到另一定態(tài)，若相應(yīng)的能量，則原子將放出一個光子，其頻率。

　3)角動量量子化：如果電子繞核轉(zhuǎn)的是圓軌道的話，它的角動量也應(yīng)是量子化的，即(n＝1，2，3…)

　玻爾把量子理論開創(chuàng)性地應(yīng)用到原子理論中去，成功地解釋了氫原子的核式結(jié)構(gòu)和氫光譜的規(guī)律，量子論又一次取得成功。

2、α射線的大角散射

　J·J·湯姆遜：“原子內(nèi)的正電荷是均勻地分布在原子中的，而并非呈粒子狀態(tài)�！倍�盧瑟福認為應(yīng)該用帶電粒子碰撞去試探。

　1909年，盧瑟福和蓋革、馬登思，用氦核轟擊厚度為米的金箔，起初蓋革沒看到什么現(xiàn)象，盧瑟福告訴他要仔細觀察：“要多看細看，實驗要重復(fù)幾次，幾十次，幾百次，才能發(fā)現(xiàn)偶然的現(xiàn)象。”

　他們發(fā)現(xiàn)有1/8000的α粒子，偏轉(zhuǎn)反彈。

　盧瑟福:“猶如一15寸的炮彈去轟一張薄紙，而炮彈卻掉過頭來擊中你自己一樣。”

　盧瑟福于1911年、1913年發(fā)表論文，提出了原子的有核模型，使人們對原子的結(jié)構(gòu)有了進一步的了解，同時也提出了研究微觀粒子的方法。

　　　　　　　　　　　　演示原子核式結(jié)構(gòu)

　但一則以喜，一則以憂，原子的核式結(jié)構(gòu)卻無法用經(jīng)典理論加以解釋。

第四節(jié)　玻爾的氫原子理論

　一、玻爾(1885-1962):丹麥物理學(xué)家

　1911年赴英國劍橋大學(xué)。在湯姆遜的指導(dǎo)下，跟盧瑟福搞科研。參加第一顆原子彈的制造。

　37歲獲諾貝爾獎。