⑴ 物理學前沿講座
一、曲秀榮
1、材料分類：（1）結構材料：力學性能、熱學性能。（2）功能材料：熱電、壓電、鐵電、發光
2、微觀組成:狀塊材料、納米材料
3、納米特點：比面積大①高的活性 ②韌性 ③磁學性能 ④量子隧道效應
20世紀的兩大話題能源環境 LETTERS
4、熱電材料的優點：是綠色能源①體積小（例如：熱電發電、熱電製冷、發電系統） ②重量輕 ③結構簡單 ④堅固耐用 ⑤無需運動部件 ⑥無磨損 ⑦無噪音 ⑧無污染 ⑨無需監控操作
5、熱電材料的應用：（1）溫差電池（熱電晶元、手機用的電池）（2）小汽車的發電系統（3）空間站的熱電能轉換裝置，深海作業的熱電能轉換裝置
6、熱電製冷的應用：①變協式冰箱 ②空調 ③手術刀
7、熱電材料及熱點效應的基礎知識
①什麼事熱電材料？（熱電材料發電效率低）
定義：一種利用固體內部載流子運動，實現熱能的電能直接相互轉換的功能材料
8、新材料的探索：（有哪些材料）
答： Bi Te / Sb Te 體系 PbTe體系 SiGe體系 CoSb 為代表的方鈷 型熱電材料 Zn Sb 金屬硅化物（如 —FeSi 、MnSi 、CrSi 等） NaCo O 為代表氧化物
9、什麼是熱電材料？
答：熱電材料也是溫差材料，是一種利用固體內部載流子運動，實現熱能和電能相互轉化的功能材料
10、什麼是熱電效應？（簡）
答：熱電效應是電流引起的可逆熱效應和溫差引起的電效應的總稱。
包括Seebeck效應 Peltier效應 和 Thomson效應
賽貝克 帕爾貼 湯姆遜
11、賽貝克效應：當兩種不同導體構成閉合電路時，如果兩個接點的溫度不同，則兩接點間有電動勢產生，且在迴路中有電流通過，即溫差電現象或Seebeck效應（可能為簡、填、選）
論+應 主要應用：①用采熱電發電 例如：利用放射性同位素做熱源給航天器空間站發電②還可利用海洋溫差、太陽能等發電 ③汽車尾氣等廢熱發電 ④可以用於偏遠山村供電以及深海作業供電(論=概+應）
12、Peltier效應：當電流通過兩個不同導體形成的接點時，接點處會發生放熱或吸熱現象，稱為Peltier效應 當半導體通以電流時，兩端會有溫差現象出現，此現象為帕爾貼效應（應用：熱電效應 用於冰箱、空調、計算機系統、手術刀等）
13、熱電材料用於發電和這冷目前存在的問題是什麼？解決辦法有哪些？答：與常規能源相比熱電轉換效率低 解決辦法：提高材料的熱電性能①探索新材料 ②將材料低維化
14、帕Peltier的特點：體積小、重量輕、結構簡單、堅固耐用、無需運動部件、無磨損、無噪音、無污染
15、熱電轉換裝置，熱電材料用於發電和製冷，存在的問題是什麼及解決辦法？答：熱電轉換效率低
一維ZnO納米材料簡介（高紅）
1、半導體簡介 2研究一維ZnO納米材料的意義 3、一維ZnO納米結構的生長
1、半導體
什麼是半導體？在絕緣體和導體之間，沒有明顯界限
半導體的特徵？對外界條件（力、熱、光、電、磁、雜質等）變化非常敏感
半導體的應用：計算機晶元、發光材料、感測器
常見半導體：Si（硅）Ge（鍺）ZnO（氧化鋅）
2、研究一維ZnO納米材料的意義
2.1納米材料的定義
納米材料：是指由納米顆粒構成的固體材料，其中納米顆粒的尺寸1—100納米。包括納米顆粒、納米線、納米超薄膜、夾層結構、多層膜和超晶格等材料
2.2納米材料的效應：小尺寸效應、量子效應、表面效應
小尺寸效應：由於顆粒尺寸變小所引起的宏觀物理性質的變化稱為小尺寸效應
量子效應：一是納米粒子尺寸小到某一值時，在費米能級附近的電子能級是由准連續變為離散的現象 二是納米半導體微粒存在不連續的最高被占據分子軌道和最低未被占據的分子軌道能級，能級間隔變寬，出現藍移的現象
表面效應：粒子的大小與表面原子數的關系
直徑/nm 1 5 10 100
原子總數/N 30 4000 3000 300000
表面原子百分比/表面積 100 40 20 2
納米材料的表面積大大增加，表面結構也發生很大的變化。因此，與表面狀態有關的吸附、催化以及擴散等物理化學性質。
2、ZnO一維納米材料的性質：⑴、直接帶隙寬禁帶半導體（3.4eV）⑵、具有高自由激子束縛能（室溫60meV）⑶、紫外發光材料⑷、光電、壓電、氣敏、生物安全等特性⑸、一維納米材料的特性
3、研究意義
3.1制備方法：化學氣相沉積、脈沖激光沉積（經常用） 水熱法
一維ZnO納米材料的表徵
3.1、形貌表徵（SEM）
3.2、晶體結構表徵（XRD）
3.3、微觀晶格結構表徵（HRTEM）
3.4、成分表徵（EDX）
3.5、光學性質表徵（PL，Raman）
稀土及其發光（孟慶裕）
一、什麼是稀土
1.1稀土的定義
答：稀土是稀土類元素群的總稱。包含鈧Sc、釔Y及元素周期表的ⅢB族鑭系中的鑭La、鈰Ce、鐠Pr、釹Nd、鉕Pm、釤Sm、銪Eu、釓Gd、鋱Gd、鏑Dy、鈥Ho、鉺Er、銩Tm、鐿Yb、鑥Lu共17個元素。稀土元素的單質都屬於有色金屬。
⑴、傳統領域：農業、冶金、石化、玻璃、陶瓷、機械加工、照明光源
⑵、高新科技領域：新型照明與顯示技術、儲氫技術、激光材料、光通信、精密陶瓷、高溫超導、精細化學催化劑
1.2、稀土的分類：稀土元素分為「輕稀土元素」和「重稀土材料」。「輕稀土材料」指原子序數較小的鈧Sc、釔Y和鑭La、鈰Ce、鐠Pr、釹Nd、鉕Pm
2.1、什麼是發光
答：發光石物體內部以某種方式吸收能量後轉化為光輻射的過程（概括的說，發光就是物質在熱輻射之外以光的形式發射出多餘的能量，而這種多餘能量的發射過程具有一定的持續時間）
發光是熱輻射之外的一種輻射，這種輻射的持續時間超過光的振動周期。（廣播的振動周期的量級在10 秒以下，而發光的輻射期間在10 秒以上。因此，用輻射期間作為判據，很容易把發光與反射、散射這類輻射區分開來。
2.2、稀土元素的價態
答：稀土離子在固中一般呈現三價，鑭系元素中的某些元素還有二價和四價
2.3、什麼樣離子容易變成+2價或+3價，為什麼？
答：4f電子軌道全空、半充滿和全充滿電子的稀土離子為穩定態，如La 、Gd 、Lu 和Y ，它們結構穩定，具有光學惰性，很適合作為發光的材料的基質。而一些三價稀土離子的4f軌道中比穩定態一或二個電子為趨於穩定態，它們易失去一個電子而被氧化為+4價，而另一些三價稀土離子比穩定態少一或兩個電子為趨於穩定態，它們易被還原為+2價
2.4、稀土離子發光的特點
答：對於三價稀土離子，由於4f 電子在空間上受到5s 5p 電子的屏蔽，因此，幾乎不受配體的影響，故4f—4f躍遷的光譜有如下特點①光譜呈狹窄線狀 ②譜線強度較低 ③躍遷概率很小，激發態壽命較長
2.5、5d到4f躍遷的特點？
答：5d—4f躍遷 =1，根據選擇定則，這種躍遷是允許的，並且5d處於外層，5d—4f躍遷受晶體場影響較大，所以5d—4f躍遷發光的特點與4f—4f躍遷幾乎完全相反，其光譜呈現帶寬，強度較高，熒光壽命的特點
光的強度隨波長的變化就叫光譜
2.6常見的稀土發光材料？
光源：日光燈 BaMg Al O Eu
Mg Al O Ce Te 特
Y O Eu 有
高壓汞燈 Y（Pv）O Eu YUO En Tb
黑光燈 YPO Ce Tb MgSrBF Eu
固體光源 YAG Ge
一、納米技術
納米是一個尺度的量度1nm=10 m
納米科技是和研究由尺寸在1點10 nm之間的物質組成體系的運動規律和相互作用以及可能的實際應用中的技術問題的科學技術
二、納米材料具有的基本特性
⑴、表面效應
納米材料的表面效應是指納米粒子的表面原子數與總原子數的比值隨粒徑的變小而急劇增大，引起的性質上的變化，由於納米粒子表面原子數增多，表面原子配位數不足和高的表面能，使這些原子易與其它原子相結合而穩定下來。所以納米材料具有很高的化學活性。
⑵、小尺寸效應
當納米微粒尺寸與光波的波長，傳導電子的德布羅意波以及超導態的相干長度或透射深度等物理特徵，尺寸相當時，晶體周期性的邊界條件將被破壞，聲、光、電、磁、熱、力學等特徵是新的物理性質的變化稱為小尺寸效應。
⑶、量子尺寸效應
當粒子尺寸下降到一定值時，金屬費米能級附近的電子能級會由准連續變為離散能級的現象和半導體微粒存在不連續的最高被占據分子軌道和最低未被占據的分子軌道能級，能級變寬現象，這稱為量子尺寸效應。
⑷、宏觀量子隧道效應
隧道效應是指微觀粒子具有貫穿勢壘的能力，人們發現一些宏觀量，如磁化強度，量子相於器中的隧道通量等具有隧道效應，稱之為宏觀量子軌道效應
⑸、尺寸限制效應（體積效應）
當物體體積減小時與體積密切相關的性質將發生變化，如半導體電子自由程變小，磁體的磁區變小，能量傳輸的范圍變小等，這就是體積效應
三、由於以上幾種效應存在，納米材料呈現如下巨大應用潛力的宏觀物理和化學性能：⑴、高強度的高韌性⑵、高熱膨脹系數、高比熱容和低熔點⑶、特殊的電磁學性質⑷、較高的化學活性⑸、極強的吸波性
投影顯示技術（孫文軍）
1、分類
2、結構 高度 投影機 電壓值 晶元 光 光學 屏幕
3、評價體系
4、投影顯示種類
⑴、CRT ⑵、LCD ⑶、DLP ⑷、LCOS
5、投影顯示的光源
⑴、鹵素燈 ⑵UHP ⑶LED
6、光學調制（空間調制器）
LCD（透射) PDP LCOS（透射式） DLP
加電壓與輸出亮度為線性
被動發光：（1）照明光均勻性（2）輸出截面與晶元相匹配（3）亮度
顏色的合成
1、空間合成 R+G+B=W
2、時間合成 C+M+Y=B
晶元DL中：（1）不需偏振（2）矩形（3）均勻化（4）結構簡單化（5）能量利用率高
半導體量子級聯激光器 ①波導層 ①工作物質
一、結構 ②作電極 ②激勵條件
二、粒子數反轉 ③粒子數反轉
三、半導體中電子能級結構 ④諧振腔
四、如何實現粒子數反轉 激勵條件：外加電場Fo、內部極化場Fp
胡建民
地球輻射帶
電子0~7MeV
航天器常見軌道的環境特點
低地球軌道：200—1000km 微流星和空間碎片
中地球軌道：約2000km 高能粒子
空間環境模擬器
熱真空環境模擬器
空間動力學模擬器
空間組合環境模擬器
如何實現等效？
空間環境粒子 地面實驗粒子
通量連續 通量單一
能譜連續 單能粒子
多種粒子 一種粒子
太陽能電池
1、JPL等效注量法
優點：傳統：1980年提出 1982Si 1996GaAs
應用廣泛，形成成熟的評價系統
考慮了低能粒子的損傷效應
缺點：過程繁瑣，實驗數據過多（4e+8P）
與電池設計參數關系密切
2、位移損傷劑量法
優點：所需的地面實驗數據較少，地面粒子的能量選取方便
評價方法簡單易行
缺點：1995年提出，方法較新，缺少前期研究基礎
更適用於厚度較薄的電池（幾個 m)
沒有考慮低能粒子的輻照損傷效應
3、目前空間電池的分類與應用
⑴、單晶硅太陽電池
①1958年3月，美國先鋒號首次用太陽電池板供電
②價格低廉，工藝簡單
⑵、GaAs/Ge單結太陽電池
①1983年，美國首次在LIPS衛星使用，共計1800片
②1986年，前蘇聯和平號空間站全部使用
③2002年3月25日，神舟3號進行搭載試驗
⑶、GaInP/GaAs/Ge三結太陽電池
①1997年，美國HP系列衛星開始使用雙結電池
②2002年，美GaLaxy衛星首次使用三結電池
4、……關鍵：
⑴、確定輻照缺陷的類型濃度等參數
⑵、建立太陽電池的輻照損傷模型
5、揭示損傷機理的關鍵
⑴、探測輻照損傷缺陷的類型濃度分布
針對缺陷類型提高電池材料的抗輻射能力
根據缺陷濃度和粒子能量提高防護方法
⑵、建立輻射損傷的物理模型
為了提高電池的抗輻射能力提供理論依據
可以科學評價電池在軌行為，對於提高航天器在軌運行的穩定性和可靠性具有重要意義
燃料電池（李仲秋）
一、概述
工作原理：從正極處的氫氣中抽取電子。（氫氣被電化學氧化掉或稱燃燒掉了）這些負電子流到導電的正極，同時，餘下的正原子通過電解液被送到負極，在負極，離子與氧氣發生反應並從負極吸收電子。這一反應的產品是電流、熱量和水
二、燃料電池技術分類
燃料電池的種類按不同的方法可大致分類如下：
1、按燃料電池的運行機理分 分為酸性燃料電池和鹼性燃料電池
2、按電解質的種類不同 有酸性、鹼性、熔融鹽類或固體電解質 鹼性燃料電池，磷酸燃料電池，熔融碳酸鹽燃料電池，固體氧化物燃料電池，質子交換膜燃料電池
3、按燃料類型分 有氫氣、甲醇、甲烷、乙烷、甲苯、丁烯、丁烷等有機燃料，汽油、柴油和天然氣等氣體燃料
4、按燃料電池工作溫度分 有低溫型，溫度低於200℃，中溫型溫度為200~750℃，高溫型，溫度高於750℃
⑵ 從近代物理講座這門課學到了什麼
近代物理 - 發展史
近代物理 - 經典物理與近代物理
第一,立足於牛頓
牛頓
力學的經典物理學和經典自然科學在很在程度上是關於自然事物,自然屬性,自然過程和自然界
近代物理研討會
規律性的知識,但它往往沒有對這些事物,屬性,過程和規律性的機制(道理)從因果性上作出解釋;近代自然科學所能做到的或應當做到的,則是依據於對微觀過程的了解,解決這些"為什麼"的問題.
第二,經典自然科學有它的普遍性和整體性,但就對整個自然事物的反映看,經典理論基本上是關於特殊的,局部的自然領域的知識;近代自然科學則具有更高程度的普遍性和更大范圍的全局性
近代物理 - 第一章發展中的物理學
1相對論
相對論是現代物理學的重要基石.它的建立20世紀自然科學最偉大的發現之一,對物理學,天文學乃至哲學思想都有深遠的影響.相對論是科學技術發展到一定階段的必然產物,是電磁理論合乎邏輯的繼續和發展,是物理學各有關分支又一次綜合的結果.相對論經邁克耳遜,莫雷實驗,洛倫茲及愛因斯坦等人發展而建立.
2量子力學
1900年普朗克為了克服經典理論解釋黑體輻射規律的困難,引入了能量了概念,為量子理論奠定了基石.隨後愛因斯坦針對光電效應實驗與經典理論的矛盾,提出了光量子假說,並在固體比熱問題上成功地運用了能量子概念,為量子理論的發展打開了局面.1913年,玻爾在盧瑟福有核模型的基礎上運用了量子化概念,對氫光譜作出了滿意的解釋,使量子論取得了初步的勝利.之後經過玻爾,索末菲海森堡,薛定諤,狄拉克等人開創性的工作,終於在1925年-1928年開成了完整的量子力學理論.
3原子核及基本粒子原子核物理學起源於放射性的研究,是19世紀末興起的嶄新課題.在這以前,人類對這年領域毫開所知.從事這項研究的物理學家,他們通過作新創制的簡陋儀器進行各種實驗和觀察,從中收集數據,總結經驗,尋找規律,探索不斷開拓新的領域.1933年以後,原子核物理理論才逐漸形成.
4固體物理學
20世紀初,固體物理學就開始深入到微觀領域,人們開始利用微觀規律來計算實驗觀測量.量子力學首先應用於簡諧振子及簡單的原子上,並顯示了其正確性,其次又在化學鍵的問題上取得了效果.二十世紀20年代後,固體物理學作為一門學科在物理學領域中誕生.
5物理學與技術
物理學的發展為新技術提供了基礎,與此相反的關系也完全存在.假如不採用電子技術的各式各樣的機器,今天的物理學,甚至整個科學研究都可能連一天也存在不下去.要建造超高能物理學所不可缺少的巨大加速器,必須要動員當前最先進的精密機械技術和電子學技術才行.同時由於對技術進步的不斷要求,作為這些技術基礎的物理學的研究也正在日益加強.可以說,沒有上述各方面的條件,就不可能存在今天這種大規模,多方面的物理學研究.
6科學的體制化
近代物理學的基礎工程學科化這種趨勢,當然是由圍繞科學的新的社會狀況的出現所形成和促進的.
7物理學在地理上的擴大
物理學的變遷,同時也伴有物理學在地理上擴大.俄國(蘇聯),美國,日本,中國及歐洲,亞洲,非洲物理學在地理上的擴大,必將會進一步擴大在進行尖端物理學研究,所以,沒有理由認為這些國家將來不會產生真正的物理學研究.
8研究技術化
可以把這一趨勢同由物理學所支撐著的各種各樣新技術所持有的可能性相結合,看作是社會進步的一個標志.
近代物理 - 第二章節近代物理學的序幕
一電子的發現
背景:電子的發現起源於對陰極射線的研究.陰極射線是低壓氣體放電過程中的一種奇特現象.這一觀點得到赫茲等人的支持,贊成以太說的大多是德國人.英國物理學家克魯克斯以及舒斯特根據各自的實驗及解釋都認為陰極射線是由粒子組成的.德國學派主張以太學說,英國學派主張帶電微粒說.
J.J.湯姆生對電子研究
⒈定性研究:J.J.湯姆生還改進了赫茲的靜電場偏轉實驗,他進一步提高了真空度,並且減小極間電壓,以防止氣體電離,終於獲得了穩定的靜電偏轉.
⒉定量研究:一種方法是用靜電場偏轉管在管子兩側各加一通電線圈以產生垂直於電場方向的磁場,然後根據電場和磁場分別造成的偏轉,計算出陰極射線的荷質比e/m,另一種方法是測量陰極的溫升.因為陰極射線撞擊到陰極,會引起陰極的溫度升高.J.J.湯姆生把熱電偶接到陰極,測量它的溫度變化,兩種不同的方法得到的結果相近,荷質比
⒊普遍性證明
二X射線的研究
1895年,德國的維爾茨堡大學,倫琴教授陰極射線研究發現了X射線
三,放射性的發現
對陰極射線研究引起了放射性物質的發現.1896年5月18日,貝克勒爾發現了放射性.
貝克勒爾發現放射性雖然沒有倫琴發現X射線那樣轟動一時,意義卻更為深遠.因為這是人類第一次接觸到核現象,為後來居里夫婦,盧瑟福等對放射性研究發展開辟了道路.
近代物理 - 第三章相對論的建立
相對論的研究起源於"以太漂移"的探索以及光行差的觀測.1678年惠更斯把光振動類比於聲振動,看成是以太中的彈性脈沖.但是後來由於光的微粒說佔了上風,以太理論受到壓抑,牛頓就認為不需要以太,他主張超距作用.1800年以後,由於波動說成功地解釋了干涉,衍射和偏振等現象,以太學說重新抬頭.在波動說的支持者看來,光既然是一種波,就一定要有一種載體,這就是以太.他們把以太看成是無所不在,絕對靜止,極其稀薄的剛性"物質".
機械波的波動方程與電磁波的波動方程
機械振動只有在彈性介質中傳播才形成機械波,在彈性介質中應用牛頓定律和胡克定律,即可建立機械波的波動方程,一維橫波的波動方程為
機械波的波動方程和波速這些性質是否也適用於電磁波(包括光波)呢電磁波有類似於機械波的波動方程,那麼,電磁波的波動方程是相對於什麼樣的參考系建立的真空中速度是相對於什麼參考系的.
1861年,英國物理學家麥克斯韋總結前人的實驗規律基礎上,推導真空中電磁波的波動方程,其一維形式的真空波動方程為:
3.邁克耳遜―莫雷實驗
波動理論假定了真空中充滿以太,光相對於以太的速度C傳播,地球上的觀察者所測到真空中光速的數值將是多大呢如果認為地球運動時以太完全沒有被帶動,地球上測到的真空光速應該是光對以太的速度與地球相對於以太速度的矢量差,為了能夠顯示出光相對於地球的傳播速度不同於C,邁克耳遜設計了一個十分巧妙的實驗.
在邁克耳遜最初裝置中,採用地球公轉速度可得0.04個條紋,這是一個很小的效應,但他的儀器裝置觀察到的只是0.02個條紋的變動,即使進一步改進,結果都沒有觀察到條紋的移動.
4.洛倫茲等人的貢獻
斐茲傑惹於1889年,洛倫茲於1892年先後獨立地提出了著名的洛倫茲―斐茲傑惹收縮假定.他們都承認以太的存在,在以太中靜止的一個長為L的物體,當它沿長度方向相對於以太速率V運動時,將縮短到
5.愛因斯坦與狹義相對論
將相對性原理應用於電磁理論,如果認為電磁場的麥克斯韋方程組是正確的(方程組中真空中光速C的普適常數出現).則必須同時承認真空中光速C對所有慣性系相同,與波源的運動無關.然而,這卻是於牛頓力學不相等的.在牛頓力學中,速度總是相對於一定的參考系,不允許在動力學方程中出現普適的速度.
6.廣義相對論的建立
狹義相對論建立之後,愛因斯坦並沒有止步,他認為狹義相對論還有許多問題沒有解決,例如:為什麼慣性質量隨能量變化為什麼一切物體在引力場中下落都具有同樣的加速度1916年,愛因斯坦發表了《廣義相對論的基礎》,對廣義相對論的研究作了全面的總結.在論文中,愛因斯坦證明了牛頓理論可以作為相對論引力理論的第一級近似,並且組給出了譜線紅移,光線彎曲,行星軌道近日點進動的理論預言
7.愛因斯坦的成功分析
1.兼收並蓄
2.敢於創新,突破常規精神
3.哲學修養
美發射探測衛星驗證88年前愛因斯坦的預言
近代物理 - 第四章量子力學的發展
一黑體輻射的研究
1859年基爾霍夫物體熱輻射的發射本領e(v,T)和吸收本領a(v,T)的比值都相等,並等於該溫度下黑體對同一波長的輻射度
1879年斯特潘根據實驗總結出黑體輻射總能量與黑體溫度四次方成正比的關系
1893年維恩經驗式子
1900年瑞利
為了解決上述困難,普朗克利用內插法,將適用於短波的維恩公式和適用於長波的瑞利―金斯公式銜接起來.在1900年提出了一個新的公式
普朗克與統一思想的波動
普朗克對量子論的研究工作中猶豫徘徊,畏縮不前的主要原因是物理學的統一性問題,即如何對量子論的解釋.
玻爾理論的形成
光譜
盧瑟福
量子理論
玻爾理論
1913年《原子構造和分子構造》提出了兩條基本假設:定態,躍遷
1914年,夫蘭克和G.赫茲以能量分立的指導思想,進行電子與原子的碰撞實驗設計.他們利用慢電子與稀薄水銀蒸氣碰撞方法,來確定銀原子的激發電位或電離電位.從而證實原子只能處在一定的分立能量狀態當中.由此突破了"自然無飛躍"能量連續性的經典物理觀點.這個實驗成為玻爾原子理論的一個重要證據之一,
1918年,玻爾為了解釋譜線強度這一當時原子理論無法解決的難題,提出了協調經典物理理論與微觀量子理論之間相互關系的對應原理
玻爾的直覺與創新研究方法
玻爾的科研思想與他的直覺相聯系在一起,他從不畏縮不前,也不遵循所謂嚴格的邏輯道路的方法.玻爾靈活的思維特點與思想方法在今天已成為越來越多的人所理解和賞識.
量子力學的建立
1924年泡利提出不相容原理.這個原理促使烏倫貝克和高斯密特,在1925年提出電子自旋的設想.從而使長期得不到解釋的光譜精細結構,反常塞曼效應和斯特恩―蓋拉赫實驗等難題迎刃而解.同年,海森伯創立了陣矩力學,使量子理論登上了一個新的台階.1923年德布羅意提出物質波假設,導致了薛定諤在1926年以波動方程的形式建立了新的量子理論.不久薛定諤證明,這兩種量子理論是完全等價的,只不過形式不同罷了.1928年狄拉克提出電子的相對論性運動方程――狄拉克方程,奠定了相對論性量子力學的基礎.
近代物理 - 第五章中國物理學者在近代物理學發展中貢獻
一出國留學
中國學者出國留學可追溯到,在19世紀中葉,清朝赴歐留學得就達一百多人.清朝洋務活動的"求強","求富"過程中,為訓練新式陸海軍和創辦近代軍事工業和民安企業,曾陸續派出許多學生到各國求學.在1862―1900年間,有幾百人,以官費,自費出國游學,但主要是學習語言,駕駛,架線,電工,炮術,造船,鑄造,采礦,機織等實用技術和軍事技術,當時不可能也沒有眼光派學生去學習數理化基礎學科.
二物理學教育的發展
在1895年和1897年分別創辦了天津西學堂和上海南洋公學.中西學堂分設頭等學堂,二等學堂,前者相當於大學.
1898年創辦的京師在大學堂,
三研究機構的建立
1928年3月在上海成立國立理化實業研究所,同年6月中央研究院創立,同年11月理化實業研究所之一部分改名為物理學研究所,隸屬中央研究院.
1929年9月在北平建立了北平研究院
20世紀20年代末,國家批准有條件大學設立研究部,在教學同時開展科學研究.
四中國物理學會
中國物理學會成立於1932年,它是中國物理學教學,研究發展的必然結果,截止1932年左右,物理學工作者約300人左右.
中國物理學報於1933年創刊.在1933―1935年出版了第一卷共三期,至1950年共出版了七卷.該學報以外文(主要為英文,個別為法文,德文)發表,附以中文摘要.它在國內外學術交流中起到了很好的作用.
五國外物理學家對我國近代物理學發展得作用
1國外物理學家對我國物理學者得培養與幫助.我國許多物理學家都得到了國外著名物理學者的培養.
2國外物理學家來華講學極大地促進了我國物理學的發展.1921年蔡元培和夏元0訪問愛因斯坦,並邀請他來中國講學.朗之萬於1931年底來華講學.1937年5月31日至6月4日,玻爾來華進行了講學.
六我國物理學者在近代物理學中得主要貢獻
吳有訓在美國研究Compton效應著稱,他的關於Compton效應中變線與不變線的能量分布比率的兩篇實驗論文,確鑿地證明了Compton效應的存在,豐富的和發展了Compton工作,並加速國際學術界對Compton效應的認識.吳有訓回國後,或獨自或帶領研究生繼續從事有關的研究.
趙忠堯在研究硬射線的吸收系數及其散射的實驗中,最早觀察到正負電子對的產生和湮沒現象
薩本棟在30年代關於三相電路並矢代數的研究,是屬於數學,物理和電機的三角地帶,被美國電氣工程師學會評為1937年度"理論和研究最佳文章榮獲".40年代薩本棟從事交流電機研究,以標么值系統分析交流電機問題.他根據在廈門大學和美國講課的素材編寫的《交流電機基礎》一書,被英國,美各國高等院采作教材.開創了中國科學家編寫的教材被國外採用的先例.
1949年,張文裕在吸收介子的雲室研究中,發現了子和子輻射現象,開拓了奇異原子物理研究的新領域.國際上曾稱此二發現為"張輻射"和"張原子".
黃昆在1947年發現了後來被稱為"黃散射",即固體中雜質缺陷導致X光漫散射,它直接有效地成為研究晶體微觀缺陷的手段.1950年,黃昆和(李愛扶)共同提出了多聲子輻射和無輻射躍遷的量子理論,在國際上被稱為黃理論.1947-1951年間,黃昆與合著《晶格動力學》一書,它成為該領域的一本基本理論著作而在國際上享有盛名.
謝玉銘於1932-1934年間在美國與W.V.Houston合作研究氫原子光譜Balmer系的精細結構,發現了在40年代後期才得以肯定的"Lamb"移位,並提出了40年代後期有關重整化理論的發展方向相同的大膽建議.W.E.Lamb於1947-1948年間所作的類似實驗及發現而獲得1995年諾貝爾物理學獎.
⑶ 我想給我的高中同學講一些關於量子力學的物理講座。40分鍾那種。不要太高深太深奧，我也只讀過時間簡史
量子力學是描寫微觀物質的一個物理學理論，與相對論一起被認為是現代物理學的兩大基本支柱，許多物理學理論和科學如原子物理學、固體物理學、核物理學和粒子物理學以及其它相關的學科都是以量子力學為基礎所進行的。
量子力學是非常小的領域——亞原子粒子中的主要物理學理論[1] 。該理論形成於20世紀早期，徹底改變了科學家對物質組成成分的觀點。在量子世界，粒子並非是檯球，而是嗡嗡跳躍的概率雲，它們並不只存在一個位置，也不會從點A通過一條單一路徑到達點B[1] 。根據量子理論，粒子的行為常常像波，用於描述粒子行為的「波函數」預測一個粒子可能的特性，諸如它的位置和速度，而非實際的特性[1] 。物理學中有些怪異的想法，諸如糾纏和不確定性原理，就源於量子力學[1] 。
電子雲
19世紀末，經典力學和經典電動力學在描述微觀系統時的不足越來越明顯。量子力學是在20世紀初由馬克斯·普朗克、尼爾斯·玻爾、沃納·海森堡、埃爾溫·薛定諤、沃爾夫岡·泡利、路易·德布羅意、馬克斯·玻恩、恩里科·費米、保羅·狄拉克、阿爾伯特·愛因斯坦、康普頓等一大批物理學家共同創立的。通過量子力學的發展人們對物質的結構以及其相互作用的見解被革命化地改變。通過量子力學許多現象才得以真正地被解釋，新的、無法直接想像出來的現象被預言，但是這些現象可以通過量子力學被精確地計算出來，而且後來也獲得了非常精確的實驗證明。除通過廣義相對論描寫的引力外，至今所有其它物理基本相互作用均可以在量子力學的框架內描寫（量子場論）。
有人引用量子力學中的隨機性支持自由意志說，但是第一，這種微觀尺度上的隨機性和通常意義下的宏觀的自由意志之間仍然有著難以逾越的距離；第二，這種隨機性是否不可約簡（irrecible）還難以證明，因為人們在微觀尺度上的觀察能力仍然有限。自然界是否真有隨機性還是一個懸而未決的問題。對這個鴻溝起決定作用的就是普朗克常數。統計學中的許多隨機事件的例子，嚴格說來實為決定性的。
在量子力學中，一個物理體系的狀態由波函數表示，波函數的任意線性疊加仍然代表體系的一種可能狀態。對應於代表該量的算符對其波函數的作用；波函數的模平方代表作為其變數的物理量出現的幾率密度。
量子力學是在舊量子論的基礎上發展起來的。舊量子論包括普朗克的量子假說、愛因斯坦的光量子理論和玻爾的原子理論。
1900年，普朗克提出輻射量子假說，假定電磁場和物質交換能量是以間斷的形式（能量子）實現的，能量子的大小同輻射頻率成正比，比例常數稱為普朗克常數，從而得出普朗克公式，正確地給出了黑體輻射能量分布。
1905年，愛因斯坦引進光量子（光子）的概念，並給出了光子的能量、動量與輻射的頻率和波長的關系，成功地解釋了光電效應。其後，他又提出固體的振動能量也是量子化的，從而解釋了低溫下固體比熱問題。
1913年，玻爾在盧瑟福原有核原子模型的基礎上建立起原子的量子理論。按照這個理論，原子中的電子只能在分立的軌道上運動，在軌道上運動時候電子既不吸收能量，也不放出能量。原子具有確定的能量，它所處的這種狀態叫「定態」，而且原子只有從一個
普朗克
定態到另一個定態，才能吸收或輻射能量。這個理論雖然有許多成功之處，但對於進一步解釋實驗現象還有許多困難。
在人們認識到光具有波動和微粒的二象性之後，為了解釋一些經典理論無法解釋的現象，法國物理學家德布羅意於1923年提出了物質波這一概念。認為一切微觀粒子均伴隨著一個波，這就是所謂的德布羅意波。
德布羅意的物質波方程：E=ħω，p=h/λ，其中ħ=h/2π，可以由
得到
。
由於微觀粒子具有波粒二象性，微觀粒子所遵循的運動規律就不同於宏觀物體的運動規律，描述微觀粒子運動規律的量子力學也就不同於描述宏觀物體運動規律的經典力學。當粒子的大小由微觀過渡到宏觀時，它所遵循的規律也由量子力學過渡到經典力學。
1925年，海森堡基於物理理論只處理可觀察量的認識，拋棄了不可觀察的軌道概念，並從可觀察的輻射頻率及其強度出發，和玻恩、約爾當一起建立起矩陣力學；1926年，薛定諤基於量子性是微
波粒二象性
觀體系波動性的反映這一認識，找到了微觀體系的運動方程，從而建立起波動力學，其後不久還證明了波動力學和矩陣力學的數學等價性；狄拉克和約爾丹各自獨立地發展了一種普遍的變換理論，給出量子力學簡潔、完善的數學表達形式。
當微觀粒子處於某一狀態時，它的力學量（如坐標、動量、角動量、能量等）一般不具有確定的數值，而具有一系列可能值，每個可能值以一定的幾率出現。當粒子所處的狀態確定時，力學量具有某一可能值的幾率也就完全確定。這就是1927年，海森伯得出的測不準關系，同時玻爾提出了並協原理，對量子力學給出了進一步的闡釋。
量子力學和狹義相對論的結合產生了相對論量子力學。經狄拉克、海森伯（又稱海森堡，下同）和泡利等人的工作發展了量子電動力學。20世紀30年代以後形成了描述各種粒子場的量子化理論——量子場論，它構成了描述基本粒子現象的理論基礎。
海森堡還提出了測不準原理，原理的公式表達如下：ΔxΔp≥ħ/2=h/4π。
基本原理編輯
量子力學的基本原理包括量子態的概念，運動方程、理論概念和觀測物理量之間的對應規則和物理原理。
薛定諤
海森堡
狄拉克
狀態函數
在量子力學中，一個
玻爾
物理體系的狀態由狀態函數表示，狀態函數的任意線性疊加仍然代表體系的一種可能狀態。狀態隨時間的變化遵循一個線性微分方程，該方程預言體系的行為，物理量由滿足一定條件的、代表某種運算的算符表示；測量處於某一狀態的物理體系的某一物理量的操作，對應於代表該量的算符對其狀態函數的作用；測量的可能取值由該算符的本徵方程決定，測量的期望值由一個包含該算符的積分方程計算。 （一般而言，量子力學並不對一次觀測確定地預言一個單獨的結果。取而代之，它預言一組可能發生的不同結果，並告訴我們每個結果出現的概率。也就是說，如果我們對大量類似的系統作同樣地測量，每一個系統以同樣的方式起始，我們將會找到測量的結果為A出現一定的次數，為B出現另一不同的次數等等。人們可以預言結果為A或B的出現的次數的近似值，但不能對個別測量的特定結果做出預言。）狀態函數的模平方代表作為其變數的物理量出現的幾率。根據這些基本原理並附以其他必要的假設，量子力學可以解釋原子和亞原子的各種現象。
根據狄拉克符號表示，狀態函數，用<Ψ|和|Ψ>表示，狀態函數的概率密度用ρ=<Ψ|Ψ>表示，其概率流密度用（?/2mi）（Ψ*▽Ψ－Ψ▽Ψ*）表示，其概率為概率密度的空間積分。
狀態函數可以表示為展開在正交空間集里的態矢比如
，其中|i>為彼此正交的空間基矢，
為狄拉克函數，滿足正交歸一性質。 態函數滿足薛定諤波動方程，
,分離變數後就能得到不顯含時狀態下的演化方程
，En是能量本徵值，H是哈密頓運算元。
於是經典物理量的量子化問題就歸結為薛定諤波動方程的求解問題。
微觀體系
體系狀態
但在量子力學中，體系的狀態有兩種變化，一種是體系的狀態按運動方程演進，這是可逆的變化；另一種是測量改變體系狀態的不可逆變化。因此，量子力學對決定狀態的物理量不能給出確定的預言，只能給出物理量取值的幾率。在這個意義上，經典物理學因果律在微觀領域失效了。
據此，一些物理學家和哲學家斷言量子力學擯棄因果性，而另一些物理學家和哲學家則認為量子力學因果律反映的是一種新型的因果性——幾率因果性。量子力學中代表量子態的波函數是在整個空間定義的，態的任何變化是同時在整個空間實現的。
微觀體系
20世紀70年代以來，關於遠隔粒子關聯的實驗表明，類空分離的
量子力學
事件存在著量子力學預言的關聯。這種關聯是同狹義相對論關於客體之間只能以不大於光速的速度傳遞物理相互作用的觀點相矛盾的。於是，有些物理學家和哲學家為了解釋這種關聯的存在，提出在量子世界存在一種全局因果性或整體因果性，這種不同於建立在狹義相對論基礎上的局域因果性，可以從整體上同時決定相關體系的行為。
量子力學用量子態的概念表徵微觀體系狀態，深化了人們對物理實在的理解。微觀體系的性質總是在它們與其他體系，特別是觀察儀器的相互作用中表現出來。
人們對觀察結果用經典物理學語言描述時，發現微觀體系在不同的條件下，或主要表現為波動圖象，或主要表現為粒子行為。而量子態的概念所表達的，則是微觀體系與儀器相互作用而產生的表現為波或粒子的可 能性。
不確定性
量子力學表明，微觀物理實在既不是波也不是粒子，真正的實在是量子態。真實狀態分解為隱態和顯態，是由於測量所造成的，在這里只有顯態才符合經典物理學實在的含義。微觀體系的實在性還表現在它的不可分離性上。量子力學把研究對象及其所處的環境看作一個整體，它不允許把世界看成由彼此分離的、獨立的部分組成的。關於遠隔粒子關聯實驗的結論，也定量地支持了量子態不可分離 . 不確定性指經濟行為者在事先不能准確地知道自己的某種決策的結果。或者說，只要經濟行為者的一種決策的可能結果不止一種，就會產生不確定性。
不確定性也指量子力學中量子運動的不確定性。由於觀測對某些量的干擾,使得與它關聯的量（共軛量）不準確。這是不確定性的起源。
在量子力學中，不確定性指測量物理量的不確定性，由於在一定條件下，一些力學量只能處在它的本徵態上，所表現出來的值是分立的，因此在不同的時間測量，就有可能得到不同的值，就會出現不確定值，也就是說，當你測量它時，可能得到這個值，可能得到那個值，得到的值是不確定的。只有在這個力學量的本徵態上測量它，才能得到確切的值。
在經典物理學中，可以用質點的位置和動量精確地描述它的運動。同時知道了加速度，甚至可以預言質點接下來任意時刻的位置和動量，從而描繪出軌跡。但在微觀物理學中，不確定性告訴我們，如果要更准確地測量質點的位置，那麼測得的動量就更不準確。也就是說，不可能同時准確地測得一個粒子的位置和動量，因而也就不能用軌跡來描述粒子的運動。這就是不確定性原理的具體解釋。
玻爾理論
玻爾，量子力學的傑出貢獻者，玻爾指出：
電子雲
電子軌道量子化概念。玻爾認為， 原子核具有一定的能級，當原子吸收能量，原子就躍遷更高能級或激發態，當原子放出能量，原子就躍遷至更低能級或基態，原子能級是否發生躍遷，關鍵在兩能級之間的差值。根據這種理論，可從理論計算出里德伯常理，與實驗符合的相當好。可玻爾理論也具有局限性，對於較大原子，計算結果誤差就很大，玻爾還是保留了宏觀世界中軌道的概念，其實電子在空間出現的坐標具有不確定性，電子聚集的多，就說明電子在這里出現的概率較大，反之，概率較小。很多電子聚集在一起，可以形象的稱為電子雲。
泡利原理
由於從原則上，無法徹底確定一個量子物理系統的狀態，因此在量子力學中內在特性（比如質量、電荷等）完全相同的粒子之間的區分，失去了其意義。在經典力學中，每個粒子的位置和動量，全部是完全可知的，它們的軌跡可以被預言。通過一個測量，可以確定每一個粒子。在量子力學中，每個粒子的位置和動量是由波函數表達，因此，當幾個粒子的波函數互相重疊時，給每個粒子「掛上一個標簽」的做法失去了其意義。
這個全同粒子（identical particles） 的不可區分性，對狀態的對稱性，以及多粒子系統的統計力學，有深遠的影響。比如說，一個由全同粒子組成的多粒子系統的狀態，在交換兩個粒子「1」和粒子「2」時，我們可以證明，不是對稱的，就是反對稱的。對稱狀態的粒子是被稱為玻色子，反對稱狀態的粒子是被稱為費米子。此外自旋的對換也形成對稱：自旋為半數的粒子（如電子、質子和中子）是反對稱的，因此是費米子；自旋為整數的粒子（如光子）是對稱的，因此是玻色子。
這個深奧的粒子的自旋、對稱和統計學之間關系，只有通過相對論量子場論才能導出，但它也影響到了非相對論量子力學中的現象。費米子的反對稱性的一個結果是泡利不相容原理，即兩個費米子無法佔據同一狀態。這個原理擁有極大的實用意義。它表示在我們的由原子組成的物質世界裡，電子無法同時占據同一狀態，因此在最低狀態被占據後，下一個電子必須占據次低的狀態，直到所有的狀態均被滿足為止。這個現象決定了物質的物理和化學特性。
費米子與玻色子的狀態的熱分布也相差很大：玻色子遵循玻色-愛因斯坦統計，而費米子則遵循費米-狄拉克統計。
歷史背景編輯
19世紀末20世紀初，經典物理已經發展到了相當完善的地步，但在實驗方面又遇到了一些嚴重的困難，這些困難被看作是「晴朗天空的幾朵烏雲」，正是這幾朵烏雲引發了物理界的變革。下面簡述幾個困難：
黑體輻射問題
19世紀末，許多物理學家對黑體輻射非常感興趣。
黑體是一個理想化了的物體，它可以吸收，所有照射到它上面的輻射，並將這些輻射轉化為熱輻射，這個熱輻射的光譜特徵僅與該黑體的溫度有關。使用經典物理這個關系無法被解釋。通過將物體中的原子看作微小的諧振子，馬克斯·普朗克得以獲得了一個黑體輻射的普朗克公式。但是在引導這個公式時，他不得不假設這些原子諧振子的能量，不是連續的（這與經典物理學的觀點相違背），而是離散的： En=nhν
這里n是一個整數，h是一個自然常數。（後來證明正確的公式，應該以n+1/2來代替n，參見零點能量。）。1900年，普朗克在描述他的輻射能量子化的時候非常地小心，他僅假設被吸收和放射的輻射能是量子化的。今天這個新的自然常數被稱為普朗克常數來紀念普朗克的貢獻。其值：
值
光電效應實驗
由於紫外線照射，大量電子從金屬表面逸出。經研究發現，光電效應呈現以下幾個特點：
光電效應
a. 有一個確定的臨界頻率，只有入射光的頻率大於臨界頻率，才會有光電子逸出。
b. 每個光電子的能量只與照射光的頻率有關。
c. 入射光頻率大於臨界頻率時，只要光一照上，幾乎立刻觀測到光電子。
以上3個特點，c是定量上的問題，而a、b在原則上無法用經典物理來解釋。
原子光譜學
光譜分析積累了相當豐富的資料，不少科學家對它們進行了整理與分析，發現原子光譜是呈分立的線狀光譜而不是連續分布。譜線的波長也有一個很簡單的規律。
Rutherford模型發現後，按照經典電動力學，加速運動的帶電粒子將不斷輻射而喪失能量。故，圍繞原子核運動的電子終會因大量喪失能量而』掉到』原子核中去。這樣原子也就崩潰了。現實世界表明，原子是穩定的存在著。
能量均分定理
在溫度很低的時候能量均分定理不適用。
光量子理論
量子理論是首先在黑體輻射問題上突破的。Planck為了從理論上推導他的公式，提出了量子的概念-h，不過在當時沒有引起很多人的注意。Einstein利用量子假設提出了光量子的概念，從而解決了光電效應的問題。Einstein還進一步把能量不連續的概念用到了固體中原子的振動上去，成功的解決了固體比熱在T→0K時趨於0的現象。光量子概念在Compton散射實驗中得到了直接的驗證。
玻爾的量子論
Bohr把Planck-Einstein的概念創造性的用來解決原子結構和原子光譜的問題，提出了他的原子的量子論。主要包括兩個方面：
a. 原子能且只能穩定的存在分立的能量相對應的一系列的狀態中。這些狀態成為定態。
b. 原子在兩個定態之間躍遷時，吸收或發射的頻率v是唯一的，由hv=En-Em 給出。
Bohr的理論取得了很大的成功，首次打開了人們認識原子結構的大門，但是隨著人們對原子認識進一步加深，它存在的問題和局限性也逐漸為人們發現。
德布羅意波
在Planck與Einstein的光量子理論及Bohr的原子量子論的啟發下，考慮到光具有波粒二象性，de Broglie根據類比的原則，設想實物粒子也具有波粒二象性。他提出這個假設，一方面企圖把實物粒子與光統一起來，另一方面是為了更自然的去理解能量的不連續性，以克服Bohr量子化條件帶有人為性質的缺點。實物粒子波動性的直接證明，是在1927年的電子衍射實驗中實現的。
量子物理學
量子力學本身是在1923-1927年一段時間中建立起來的。兩個等價的理論---矩陣力學和波動力學幾乎同時提出。矩陣力學的提出與Bohr的早期量子論有很密切的關系。Heisenberg一方面繼承了早期量子論中合理的內核，如能量量子化、定態、躍遷等概念，同時又摒棄了一些沒有實驗根據的概念，如電子軌道的概念。Heisenberg、Bohn和Jordan的矩陣力學，從物理上可觀測量，賦予每一個物理量一個矩陣，它們的代數運算規則與經典物理量不同，遵守乘法不可易的代數。波動力學來源於物質波的思想。Schr dinger在物質波的啟發下，找到一個量子體系物質波的運動方程-Schr dinger方程，它是波動力學的核心。後來Schr dinger還證明，矩陣力學與波動力學完全等價，它是同一種力學規律的兩種不同形式的表述。事實上，量子理論還可以更為普遍的表述出來，這是Dirac和Jordan的工作。
量子物理學的建立是許多物理學家共同努力的結晶，它標志著物理學研究工作第一次集體的勝利。
實驗現象編輯
光電效應
1905年，阿爾伯特·愛因斯坦通過擴展普朗克的量子理論，提出不僅僅物質與電磁輻射之間的相互作用是量子化的，而且量子化是一個基本物理特性的理論。通過這個新理論，他得以解釋光電效應。海因里希·魯道夫·赫茲和菲利普·萊納德等人的實驗，發現通過光照，可以從金屬中打出電子來。同時他們可以測量這些電子的動能。不論入射光的強度，只有當光的頻率，超過一個臨限值（截止頻率）後，才會有電子被射出。此後被打出的電子的動能，隨光的頻率線性升高，而光的強度僅決定射出的電子的數量。愛因斯坦提出了光的量子（光子這個名稱後來才出現）的理論，來解釋這個現象。光的量子的能量為hν
在光電效應中這個能量被用來將金屬中的電子射出（逸出功
）和加速電子（動能）：
愛因斯坦光電效應方程：
=hν-
這里m是電子的質量，v是其速度。假如光的頻率太小的話，那麼它無法使得電子越過逸出功，不論光強有多大。
原子能級躍遷
20世紀初盧瑟福模型是當時被認為正確的原子模型。這個模型假設帶負電荷的電子，像行星圍繞太陽運轉一樣，圍繞帶正電荷的原子核運轉。在這個過程中庫侖力與離心力必須平衡。但是這個模型有兩個問題無法解決。首先，按照經典電磁學，這個模型不穩定。按照電磁學，電子不斷地在它的運轉過程中被加速，同時應該通過放射電磁波喪失其能量，這樣它很快就會墜入原子核。其次原子的發射光譜，由一系列離散的發射線組成，比如氫原子的發射光譜由一個紫外線系列（賴曼系）、一個可見光系列（巴耳末系）和其它的紅外線系列組成。按照經典理論原子的發射譜應該是連續的。
1913年，尼爾斯·玻爾提出了以他命名的玻爾模型，這個模型為原子結構和光譜線，給出了一個理論原理。玻爾認為電子只能在一定能量En的軌道上運轉。假如一個電子，從一個能量比較高的軌道（En），躍到一個能量比較低的軌道（Em）上時，它發射的光的頻率為。
通過吸收同樣頻率的光子，可以從低能的軌道，躍到高能的軌道上。
玻爾模型可以解釋氫原子，改善的玻爾模型，還可以解釋只有一個電子的離子，即He+,Li2+,Be3+等。但無法准確地解釋其它原子的物理現象。
電子的波動性
德布羅意假設，電子也同時伴隨著一個波，他預言電子在通過一個小孔或者晶體的時候，應該會產生一個可觀測的衍射現象。1925年，當戴維孫和革末在進行電子在鎳晶體中的散射實驗時，首次得到了電子在晶體中的衍射現象。當他們了解到德布羅意的工作以後，於1927年又較精確地進行了這個實驗。實驗結果與德布羅意波的公式完全符合，從而有力地證明了電子的波動性。[4]
電子的波動性也同樣表現在電子在通過雙狹縫時的干涉現象中。如果每次只發射一個電子，它將以波的形式通過雙縫後，在感光屏上隨機地激發出一個小亮點。多次發射單個電子或者一次發射多個電子，感光屏上將會出現明暗相間的干涉條紋。這就再次證明了電子的波動性。[5]
電子打在屏幕上的位置，有一定的分布概率，隨時間可以看出雙縫衍射所特有的條紋圖像。假如一個光縫被關閉的話，所形成的圖像是單縫特有的波的分布概率。
從來不可能有半個電子，所以在這個電子的雙縫干涉實驗中，是電子以波的形式同時穿過兩條縫，自己與自己發生了干涉，不能錯誤地認為是兩個不同的電子之間的干涉。值得強調的是，這里波函數的疊加，是概率幅的疊加而不是如經典例子那樣的概率疊加，這個「態疊加原理」是量子力學的一個基本假設。
⑷ 物理前沿講座的學習報告應該包括什麼啊
物理前沿講座--from simplicity to complexity
其實早就做好思想准備聽不怎麼懂了，主要是為了瞻仰一下大師的風采。Gell-mann 誇克模型的提出者，1969年諾貝爾物理學獎得主。著作有《Kuark and Jaguar>(誇克和美洲豹），不知講啥的。
下午本來是有自辯課的，翹了。2：30去了教室，上座率極好連後面過道都站滿了人。翹著腳在後面看，3點看到了主角人物進場。一位白發蒼蒼的老人被人攙著進來，就看了一眼。接著就是熱烈的掌聲。聽中文主持人說了一句話，後來就是「請楊先生主持會議「。楊先生自然就是楊振寧先生了，英文會場開始了，大致說了幾句話「I met Gell-mann in 1951,we were friends and competitors in the past!"然後就介紹了一下嘉賓，好像還有個89歲的老教授！
下面就是主打報告《from simplicity to complexity>，聽了一回就暈菜了，不僅僅是只是聽不懂的更重要的是gell的英文聽不懂，完全的美國佬的英語，感覺吞音很嚴重，即使你看著他的講稿都很費勁聽懂英語的。不過既然去了就好好聽聽了，聽一點賺一點了。大致就聽了幾方面「distinction between regularity and random" ;fundenmental laws:elementary particles;initial condition of universe"
At last he describe a formula "K=y+i".
聽完之後狂受打擊，以前也聽過英文講座的但沒暈到這種程度。看來要發憤練英語了。悲哀呀，我們中國人進入世界，光是英語就阻礙一大步，我們先要看懂英語，然後再來用中文思考研究，最後還要轉變成英文面向世界。可是有種感覺以前我們班上有些很牛的同學偏偏英語很濫！無奈亞！！
⑸ 如何學好大學物理
先說說大學物理該怎麼學吧。
大學物理裡面主要靠自己自學的，上課的話，除非自己學過2次，否則不可能聽懂的。Lendau就說過，大學講課就像對這一群羊在吹笛子。用中國話說就是，大學講課就是對牛彈琴。
自己找資料，自己看視頻，自己做習題。不要指望上可能聽懂，去上課只是為了應付點名罷了。
大學的物理很不一樣的。高中物理只能算是400年前的物理。從數學方面看，甚至是600年前，笛卡爾時代的物理。本科階段，指望上課聽聽課，下課做做習題，那麼肯定對物理只有一個很膚淺的認識。很有可能，連什麼是物質，什麼是物理都搞不懂。
一般的人都要同時看3-5本參考書，才能勉強應付一門課程。所以，大學物理主要還是靠自學，自己找資料，自己看視頻，自己做習題。
下面是一點小建議：
1. 多看經典。
先看<Feynman物理學講義>(特別推薦)， 然後看Lendau的<理論物理教程>（特別推薦分析力學，場論部分），再看Gerard 't Hooft 理論物理教材......
以上三位都是Noble prize的大牛。其中
費曼 是量子電動力學的重要開拓者，量子路徑積分的發明者；
朗道是一個物理全才， 當今最大的物理分支----凝聚態物理的創始人。
Hooft 是 規范場（Yang－Mills場)理論的可重整性 的證明者。
2 多看好的視頻。
網上有很多很好的視頻，特別推薦復旦大學蘇汝鏗的<量子力學>， 北師大梁燦斌的<微分幾何和廣義相對論>
基礎好可以看巴黎高師，Yale（有中文字幕）， stanford, MIT的課程
一個好的老師可以讓你受益終身。聽聽大師們的課程，那怕就是一小節你也能領略到另一種境界。
視頻的話也要看經典，可以反復看，不用擔心走神跟不上。
3。習題是必需的。
4。 多討論，不討論是學不好物理的。平時多逛逛論壇。比如，physicsforums ; 新繁星客棧; 相對論吧(雖然最近搞活動比較水，但牛人還是很多的)。裡面有很多基礎物理的話題。
下面是一些物理課程整理的參考資料。
基礎物理 教材： <費曼物理講義>，
視頻：參考Yale開放課程---基礎物理，有中文字幕的；
清華楊振寧的基礎物理，不過也是英文授課的
理論力學 教材：Goldstein的<理論力學> (暨南大學有中譯講義),南開也有，貌似。
Goldstein怎麼牛，看看目錄你就知道了，他把Lagrange的辦法擴展到SR,QM.
統計物理 教材：汪志誠的， 李政道的。 Landau的。
視頻：stanford的熱力學與統計物理教程，但目前還沒有中譯字幕
初等量子力學 教材：周世勛的， 或者曾謹言的
高量 教材：倪光炯的， 或者咯興林的
視頻: 復旦蘇汝鏗的視頻；
基礎好的可以看巴黎高師的<量子場論>課程
相對論 教材：先看郭士枋的<廣義相對論導論>，然後看<廣義相對論> by 劉遼 ，
最後看 <微分幾何與廣義相對論> by 梁燦斌
梁老師的教材寫得很好，但是一開頭就是5章微分幾何，某些微分幾何基礎不好的人不一定可以接受。
視頻：北師大梁燦斌<微分幾何與廣義相對論>系列視頻
最近梁老師在中國科學院(中關村)晨星中心110教室開課，有條件也可以去旁聽，免費的.
凝聚態 教材：.......
視頻：中科院文小剛的凝聚態物理講座
以上都是入門級的課程資料，真正的高手都是看期刊的。
⑹ 名師大講堂，如何學好高中物理
學習物理非常注重過程，一個認知、理解、運用的過程。
1.認知：利用身邊的事物或現象甚至是老師敘述的一些例子來幫助自己去充分認識它，對它產生興趣。
2.理解：用理解的方式去記憶公式、定理、試驗等等。可以用形象思維等等巧妙的方法去理解和記憶。例如，什麼是真空，可以這樣去理解：真空就是真的空了，什麼都沒有了。
3.運用：一類是來應付考試，另一類則是來解釋身邊得一些物理現象。
所以，在學習時，首先，不要有懼怕的心理，因為你前一段沒學好的經歷可能會暗示你什麼，這可能會導致你惡性循環。努力告訴自己「我能行！！！」其實心理暗示很有用哦！不過，為了給自己增加底氣，最好還是做好預習工作，做到心裡有數。
其次，上課要緊跟老師的思路，適當地記些筆記，記一些書本上沒有明確闡明的甚至是遺漏的以及自己容易出錯的知識點。課下抽時間多練一練，別以任何理由來推託，從而放棄了練習的最佳時期，最後只能導致悲劇的發生。
最後一點也是最重要的一點，就是一定要做好及時總結。例如，上次考試的卷子發下來了，雖然認真訂正過了，但還要想想為什麼會錯？正確答案是怎麼算出來的？如果下次再考到還會錯嗎？等等。
我想，通過這些學習方法，一定能學好物理的。
⑺ 初中物理知識三分鍾講課
可以講一個比較典型的題目，不要太難的，因為太難的不僅不好講，而且三分鍾有點緊。可以挑一個簡單的，可以拓展。
⑻ 國外物理大師的講座一般在哪裡看
國外物理大師的講座一般在coursera、edX、Perimeter institute video archive、Perimeter institute video archive、 Harvard CMSA的 talk series、YouTube上觀看。
世界十大傑出物理學家是人們根據物理學家對世界的貢獻而選出的十個傑出代表，包括牛頓、愛因斯坦、麥克斯韋、玻爾、亨利·卡文迪許、伽利略、理查德·費曼、理查德·費曼、馬克斯·普朗克、邁克爾·法拉第。
物理學（physics）是研究物質最一般的運動規律和物質基本結構的學科。作為自然科學的帶頭學科，物理學研究大至宇宙，小至基本粒子等一切物質最基本的運動形式和規律，因此成為其他各自然科學學科的研究基礎。
⑼ 求高中物理講座
物理：
與初中物理相比，高中物理的內容更多，難度更大，能力要求更高，靈活性更強。因此不少同學進入高中之後很不適應，高一進校後，力、物體的運動，暫時還沒有什麼問題，覺得高中物理不過如此。學到牛頓運動定律問題就開始來了，後面曲線運動、萬有引力定律、動量、機械能問題越來越大。如果不及時改變學習態度和學習方法，物理將越來越差勁了，一提及物理就感到頭痛，越來越討厭物理，漸漸就與物理絕緣了。這就使一些初中物理學得很不錯的同學，到高中後不能很快地適應而感到困難，以下就怎樣學好高中物理談幾點意見和建議。
一、首先要改變觀念，初中物理好，高中物理並不一定會好。初中物理知識相對比較淺顯，並且內容也不多，更易於掌握。再加上初三後期，通過大量的練習，通過反復強化訓練，提高了熟練程度，可使物理成績有大幅度提高。但分數高並不等於物理學得好、會學物理。如果學習物理的興趣沒有培養起來，再加上沒有好的學習方法，那是很難學好高中物理的。所以，首先應該改變觀念，初中物理學得好，高中物理並不一定會學得好。所以應降低起點，從頭開始。
二、應培養學習物理的濃厚興趣。興趣是思維的動因之一，興趣是強烈而又持久的學習動機，興趣是學好物理的潛在動力。培養興趣的途徑很多，從學生角度：應注意到物理與日常生活、生產、現代科技密切聯系，息息相關。在我們的身邊有很多的物理現象，用到了很多的物理知識，如：說話時，聲帶振動在空氣中形成聲波，聲波傳到耳朵，引起鼓膜振動，產生聽覺；喝開水時、喝飲料時、鋼筆吸墨水時，大氣壓幫了忙；走路時，腳與地面間的靜摩擦力幫了忙，行走過程中就是由一個個傾倒動作連貫而成；淘米時除去米中的雜物，利用了浮力知識；一根直的筷子斜插入水中，看上去筷子在水面處變彎折；閃電的形成等等。有意識地在實際中聯繫到物理知識，將物理知識應用到實際中去，使我們明確：原來物理與我們聯系這樣密切，這樣有用。可以大大地激發學習物理的興趣。從老師角度：應通過生動的學生熟悉的實際事例、形象的直觀實驗，組織學生進行實驗操作等引入物理概念、規律，使學生感受到物理與日常生活密切相關；結合教材內容，向學生介紹物理發展史和進展情況以及在現代化建設中的廣泛應用，使學生看到物理的用處，明確今天的學習是為了明天的應用；根據教材內容，經常有選擇地向學生介紹一些形象生動的物理典故、趣聞軼事和中外物理學家探索物理世界的奧妙的故事；根據教學需要和學生的智力發展水平提出一些趣味性思考性強的問題等等。老師從這些方面下功夫，也可以使學生被動地對物理產生興趣，激發學生學習物理的激情。
三、在課堂上，提高聽課的效率是關鍵。學習期間，在課堂中的時間很重要。因此聽課的效率如何，決定著學習的基本狀況，提高聽課效率應注意以下幾個方面：
1、課前預習能提高聽課的針對性。預習中發現的難點，就是聽課的重點；對預習中遇到的沒有掌握好的有關的舊知識，可進行補缺，新的知識有所了解，以減少聽課過程中的盲目性和被動性，有助於提高課堂效率。預習後把自己理解了的知識與老師的講解進行比較、分析即可提高自己思維水平，預習還可以培養自己的自學能力。
2、聽課過程中要聚精會神、全神貫注，不能開小差。全神貫注就是全身心地投入課堂學習，做到耳到、眼到、心到、口到、手到。若能做到這「五到」，精力便會高度集中，課堂所學的一切重要內容便會在自己頭腦中留下深刻的印象。要保證聽課過程中能全神貫注，不開小差。上課前必須注意課間十分鍾的休息，不應做過於激烈的體育運動或激烈爭論或看小說或做作業等，以免上課後還氣喘噓噓，想入非非，而不能平靜下來，甚至大腦開始休眠。所以應做好課前的物質准備和精神准備。
3、特別注意老師講課的開頭和結尾。老師講課開頭，一般是概括前節課的要點指出本節課要講的內容，是把舊知識和新知識聯系起來的環節，結尾常常是對一節課所講知識的歸納總結，具有高度的概括性，是在理解的基礎上掌握本節知識方法的綱要。
4、作好筆記。筆記不是記錄而是將上述聽課中的重點，難點等作出簡單扼要的記錄，記下講課的要點以及自己的感受或有創新思維的見解。以便復習，消化。
5、要認真審題，理解物理情境、物理過程，注重分析問題的思路和解決問題的方法，堅持下去，就一定能舉一反三，提高遷移知識和解決問題的能力。
四、做好復習和總結工作。
1、做好及時的復習。上完課的當天，必須做好當天的復習。復習的有效方法不只是一遍遍地看書和筆記，而最好是採取回憶式的復習：先把書、筆記合起來回憶上課時老師講的內容，例如：分析問題的思路、方法等（也可邊想邊在草稿本上寫一寫）盡量想得完整些。然後打開書和筆記本，對照一下還有哪些沒記清的，把它補起來，就使得當天上課內容鞏固下來了，同時也就檢查了當天課堂聽課的效果如何，也為改進聽課方法及提高聽課效果提出必要的改進措施。
2、做好章節復習。學習一章後應進行階段復習，復習方法也同及時復習一樣，採取回憶式復習，而後與書、筆記相對照，使其內容完善，而後應做好章節總節。
3、做好章節總結。章節總結內容應包括以下部分。 本章的知識網路。
主要內容，定理、定律、公式、解題的基本思路和方法、常規典型題型、物理模型等。自我體會：對本章內，自己做錯的典型問題應有記載，分析其原因及正確答案，應記錄下來本章覺得最有價值的思路方法或例題，以及還存在的未解決的問題，以便今後將其補上。
4、做好全面復習。為了防止前面所學知識的遺忘，每隔一段時間，最好不要超過十天，將前面學過的所有知識復習一篇，可以通過看書、看筆記、做題、反思等方式。
五、正確處理好練習題。有不少同學把提物理成績的希望寄託在大量做題上，搞題海戰術。這是不妥當的，「不要以做題多少論英雄」，重要的不在做題多，而在於做題的效益要高、目的要達到。做題的目的在於檢查學過的知識，方法是否掌握得很好。如果你掌握得不準，甚至有偏差，那麼多做題的結果，反而鞏固了你的缺欠，因此，要在准確地把握住基本知識和方法的基礎上做一定量的練習是必要的。而對於中檔題，尢其要講究做題的效益，即做題後有多大收獲，這就需要在做題後進行一定的「反思」，思考一下本題所用的基礎知識，主要針對的知識點，選用哪些物理規律，是否還有別的解法，本題的分析方法與解法，在解其它問題時，是否也用到過，把它們聯系起來，你就會得到更多的經驗和教訓，更重要的是養成善於思考的好習慣，這將大大有利於你今後的學習。當然沒有一定量（老師布置的作業量）的練習就不能形成技能，也是不行的。另外，就是無論是作業還是測驗，都應把准確性放在第一位，方法放在第一位，而不是一味地去追求速度，也是學好物理的重要方面。
六．還要重視觀察和實驗。物理知識來源於實踐，特別是來源於觀察和實驗。要認真觀察物理現象，分析物理現象產生的條件和原因。要認真做好物理學生實驗，學會使用儀器和處理數據，了解用實驗研究問題的基本方法。要通過觀察和實驗，有意識地提高自己的觀察能力和實驗能力。總之，只要我們虛心好學，積極主動，踏實認真，在對知識的理解上下功夫，要多思考，多研究，講求科學的學習方法，多聯系生活、生產實際，注重知識的應用，是一定能夠學好高中物理的。
學習方法方面，建議看看中科院推出的學習方法講座光碟《CVC狀元高分學習法》(中國科學文化音像出版社出版），裡面融會了400多名高考狀元的學習經驗，匯聚了16位特級教師及教育專家的精髓，眾多的案例說明套用其中方法，可以較快地提高成績，是中國孩子不應錯過的一套光碟，值得推薦。內容如下：
1、學習質量管理：
為學習中的各個環節都提供了方法、制定了標准，用了以後孩子在預習、聽課、作業、復習、考試等每一個環節都能得到最好的學習質量，記憶、解題、寫作等各個方面都會有巨大提高。
2、各學科學習方法及考試技巧：
對每一門課程、每一個知識點、每一種題型都提出了相應學習技巧和解決思路。如數學 方面的規定法、平移法、變換法，英語方面的能力培養法、 1秒鍾記憶法、硬碟式記憶法……
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⑽ 如何上好初二物理開學第一課
1、八年級物理教材從全面提高學生素質的要求出發，在知識選材上，適當加強聯系實際、適當降低難度，既考慮現代生產撥展與社會生活的需要，又考慮當前大多數初中學生的學習水平的實際可能。
2、在處理方法上，適當加強觀察實驗，力求生動活潑，既有利於掌握知識，又有利於培養能力、情感和態度，使學生在學習物理的同時，獲得素質上的提高。教材把促進學生全面發展作為自己的目標。
3、在內容選配上，注意從物理知識內部發掘政治思想教育和品德教育的潛能，積極推動智力因素和非智力因素的相互作用。
4、在學習方法上，積極創造條件讓學生主動學習參與實踐，通過學生自己動手、動腦的實際活動，實現學生的全面發展。教科書採用了符合學生認知規律的由易到難、由簡到繁，以學習發展水平為線索，兼顧到物理知識結構的體系。
5、這樣編排既符合學生認知規律，又保持了知識的結構性。教科書承認學生是學習的主體，把學生當作第一讀者，按照學習心理的規律來組織材料。
6、全書共5章以及新增添的物理實踐活動和物理科普講座，每章開頭都有幾個問題，提示這一章的主要內容並附有章節照片，照片的選取力求具有典型性、啟發性和趣味性，使學生學習時心中有數。
7、章下面分節，每節內都有些小標題，幫助學生抓住中心。在引入課題、講述知識、歸納總結等環節,以及實驗、插圖、練習中，編排了許多啟發性問題，點明思路，引導思考，活躍思維。許多節還編排了「想想議議」, 提出了一些值得思考討論的問題，促使學生多動腦、多開口。