对量子力学贡献较大的物理学家课件只是课件.ppt
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1、对量子力学贡献较大的物理学家课件 埃尔温埃尔温 薛定谔(薛定谔(Erwin SchrodingerErwin Schrodinger,1887188719611961年)年)18871887年年8 8月月1212日出生于日出生于奥地利奥地利首都首都维也纳维也纳。19061906年至年至19101910年,他就学于维也纳年,他就学于维也纳大大学物理学物理系。系。19101910年获得博士学位。毕业后,在维也纳大学第二物理研年获得博士学位。毕业后,在维也纳大学第二物理研究所从事实验物理的工作。第一次世界大战期间,他应征服役于一个究所从事实验物理的工作。第一次世界大战期间,他应征服役于一个偏僻的炮兵
2、要塞,利用闲暇时间研究理论物理。战后他仍回到第二物偏僻的炮兵要塞,利用闲暇时间研究理论物理。战后他仍回到第二物理研究所。理研究所。19201920年他到耶拿大学协助维恩工作。年他到耶拿大学协助维恩工作。19211921年薛定谔受聘年薛定谔受聘到瑞士的苏黎世大学任数学物理教授,在那里工作了到瑞士的苏黎世大学任数学物理教授,在那里工作了6 6年,薛定谔方年,薛定谔方程就是在这一期间提出的。程就是在这一期间提出的。埃尔温埃尔温埃尔温埃尔温 薛定谔薛定谔薛定谔薛定谔 19271927年薛定谔接替普朗克到柏林大学担任理论物理教授。年薛定谔接替普朗克到柏林大学担任理论物理教授。19331933年希特年希特
3、勒上台后,薛定谔对于纳粹政权迫害爱因斯坦等杰出科学家的法西斯勒上台后,薛定谔对于纳粹政权迫害爱因斯坦等杰出科学家的法西斯行为深为愤慨,移居牛津,在马达伦学院任行为深为愤慨,移居牛津,在马达伦学院任访问教授访问教授。同年他与。同年他与狄拉狄拉克克共同获得共同获得诺贝尔物理学奖诺贝尔物理学奖。19361936年他回到奥地利任格拉茨大学理论物理教授。不到两年,奥年他回到奥地利任格拉茨大学理论物理教授。不到两年,奥地利被纳粹并吞后,他又陷入了逆境。地利被纳粹并吞后,他又陷入了逆境。19391939年年1010月流亡到爱尔兰首府月流亡到爱尔兰首府都柏林,就任都柏林高级研究所所长,从事理论物理研究。在此期
4、间都柏林,就任都柏林高级研究所所长,从事理论物理研究。在此期间还进行了科学哲学、生物物理研究,颇有建树。出版了还进行了科学哲学、生物物理研究,颇有建树。出版了生命是什么生命是什么一书,试图用一书,试图用量子物理量子物理阐明遗传结构的稳定性。阐明遗传结构的稳定性。19561956年薛定谔回到年薛定谔回到了奥地利,被聘为维也纳大学理论物理教授,奥地利政府给予他极大了奥地利,被聘为维也纳大学理论物理教授,奥地利政府给予他极大的荣誉,设定了以薛定谔命名的国家奖金,由奥地利科学院授给。的荣誉,设定了以薛定谔命名的国家奖金,由奥地利科学院授给。埃尔温薛定谔韦纳海森堡(Werner Heisenberg)德
5、国理论物理和原子物理学家、量子力学的创立者,1932年诺贝尔物理学奖获得者,“哥本哈根学派”代表性人物,他对物理学的主要贡献是给出了量子力学的矩阵形式(矩阵力学),提出了“测不准原理”(又称“不确定性原理”)和S矩阵理论等。他的量子论的物理学基础是量子力学领域的一部经典著作。19241924年,海森伯到年,海森伯到哥本哈根哥本哈根在在N.N.玻尔指导下研究原子的行星模型。玻尔指导下研究原子的行星模型。19251925年解年解决了非谐振子的定态能量问题,提出量子力学基本概念的新解释。矩阵力学决了非谐振子的定态能量问题,提出量子力学基本概念的新解释。矩阵力学就是就是M.M.玻恩玻恩和和E.P.E.
6、P.约旦后来又同海森伯一道在此基础上加以发展而成的。海森约旦后来又同海森伯一道在此基础上加以发展而成的。海森伯于伯于19271927年提出年提出“不确定性不确定性”,阐明了量子力学诠释的理论局限性,对某些,阐明了量子力学诠释的理论局限性,对某些成对的物理变量,例如位置和动量,能量和时间等,永远是互相影响的;虽成对的物理变量,例如位置和动量,能量和时间等,永远是互相影响的;虽然都可以测量,但不可能同时得出精确值。然都可以测量,但不可能同时得出精确值。“不确定性不确定性”适用于一切宏观和适用于一切宏观和微观现象,但它的有效性通常只明显地表现在微观领域。微观现象,但它的有效性通常只明显地表现在微观领
7、域。19291929年,他同年,他同W.E.W.E.泡利一道曾为泡利一道曾为量子场论量子场论的建立打下基础,首先提出基本粒子中同位旋的概念。的建立打下基础,首先提出基本粒子中同位旋的概念。19321932年获年获诺贝尔物理学奖诺贝尔物理学奖。在第二次世界大战期间,海森伯曾和核裂变发现者之一在第二次世界大战期间,海森伯曾和核裂变发现者之一O.O.哈恩哈恩一起,为一起,为纳粹发展核反应堆。他虽然不公开反对纳粹统治,但阻止原子武器的发展。纳粹发展核反应堆。他虽然不公开反对纳粹统治,但阻止原子武器的发展。战后在格丁根他和其他科学家战后在格丁根他和其他科学家1818人发表公告,反对德意志联邦共和国政府发
8、人发表公告,反对德意志联邦共和国政府发展核武器。著有展核武器。著有量子论量子论的物理原理的物理原理、原子核物理学原子核物理学等。等。海森堡出生于德国的海森堡出生于德国的维尔茨堡维尔茨堡,在,在慕尼黑慕尼黑长大,父亲是一名普通的希腊长大,父亲是一名普通的希腊语教师。早在中学时海森堡就已展现出了他的天赋,老师曾评价说:他能看语教师。早在中学时海森堡就已展现出了他的天赋,老师曾评价说:他能看到事物的本质,而不仅仅拘泥于表象和细节。后来,海森堡成为慕尼黑的到事物的本质,而不仅仅拘泥于表象和细节。后来,海森堡成为慕尼黑的马马克斯克斯米里扬天才基金会成员。米里扬天才基金会成员。“世界只在两件事情上还会想到
9、我:一是我于世界只在两件事情上还会想到我:一是我于19411941年到哥本哈根拜访过尼尔斯年到哥本哈根拜访过尼尔斯 玻尔,二是我的测不准原理玻尔,二是我的测不准原理”。这是海森堡。这是海森堡经常挂在嘴边的话。的确,由海森堡创立的理论奠定了现代量子物理的基础,经常挂在嘴边的话。的确,由海森堡创立的理论奠定了现代量子物理的基础,它可通过数学计算将每个物理问题转化成实实在在的、可以测量的量;它阐它可通过数学计算将每个物理问题转化成实实在在的、可以测量的量;它阐明了由量子力学解释的理论局限性;它指出某些成双的物理变量如位置和动明了由量子力学解释的理论局限性;它指出某些成双的物理变量如位置和动量永远是相
10、互影响的,虽可测量,但其有效性不可能同时测出精确值等。他量永远是相互影响的,虽可测量,但其有效性不可能同时测出精确值等。他的主要贡献,是帮助科学家更深入地了解世界。的主要贡献,是帮助科学家更深入地了解世界。海森堡曾在自传中说,海森堡曾在自传中说,19251925年年5 5月,他在月,他在哥廷根哥廷根给马克斯伯尔恩当助手时,给马克斯伯尔恩当助手时,开始酝酿他的理论。当时,这位开始酝酿他的理论。当时,这位2323岁的年轻科学家正患枯草热,医生建议他岁的年轻科学家正患枯草热,医生建议他到赫尔戈兰岛休息两周,他就是利用这段时间完成了自己的事业。他说,那到赫尔戈兰岛休息两周,他就是利用这段时间完成了自己
11、的事业。他说,那时他根本就不想睡觉,每天用时他根本就不想睡觉,每天用1/31/3的时间来计算量子力学、的时间来计算量子力学、1/31/3的时间攀岩,的时间攀岩,余下的时间背诵余下的时间背诵近东近东国家的诗集。他当时的想法,就是要让旧理论完全让位国家的诗集。他当时的想法,就是要让旧理论完全让位于新理论。除散步外,他一直在思考解决问题的数学方式,几天后他终于搞于新理论。除散步外,他一直在思考解决问题的数学方式,几天后他终于搞明白,在物理中所观察到的量应当起作用,它可取代传统理论中的量子条件。明白,在物理中所观察到的量应当起作用,它可取代传统理论中的量子条件。海森堡的理论公布之后,曾遭到纳粹的猛烈批
12、判。当时的德国结束了其海森堡的理论公布之后,曾遭到纳粹的猛烈批判。当时的德国结束了其科学黄金时代,最为惨烈的是大批犹太科学家被迫害,致使德国的科学和文科学黄金时代,最为惨烈的是大批犹太科学家被迫害,致使德国的科学和文化从一流下降到了五流水平,因此海森堡的理论也不断遭到攻击。纳粹把犹化从一流下降到了五流水平,因此海森堡的理论也不断遭到攻击。纳粹把犹太人赶出德国还不算,还要对付太人赶出德国还不算,还要对付“白色犹太人白色犹太人”,即,即“精神犹太精神犹太”和同情犹和同情犹太人的人,即像海森堡之流的名人。正如他的一名同事所说的,只要是他们太人的人,即像海森堡之流的名人。正如他的一名同事所说的,只要是
13、他们不懂的东西都是犹太的东西。不懂的东西都是犹太的东西。“很遗憾,当时正是物理将要取得重大突破的很遗憾,当时正是物理将要取得重大突破的大好时机,可惜被政治断送了大好时机,可惜被政治断送了”。海森堡对此感到痛心。希特勒发动。海森堡对此感到痛心。希特勒发动波兰波兰战战争时,命令海森堡来争时,命令海森堡来柏林柏林,并要他写出核裂变可利用报告。他花了半个月的,并要他写出核裂变可利用报告。他花了半个月的时间写了出来,但是,他本人虽然不公开反纳粹,却反对使用原子武器。二时间写了出来,但是,他本人虽然不公开反纳粹,却反对使用原子武器。二战结束后,他积极促进和平利用核能。战结束后,他积极促进和平利用核能。19
14、571957年,他和其他科学家一道极力反年,他和其他科学家一道极力反对德国装备核武器,受到了德国人的爱戴。对德国装备核武器,受到了德国人的爱戴。海森堡不仅对量子力学感兴趣,对艺术和音乐也十分在行。他的研究风海森堡不仅对量子力学感兴趣,对艺术和音乐也十分在行。他的研究风格与格与达达 芬奇芬奇作画时尽量利用素描、色彩和光线的明暗等手段相似,力求达到作画时尽量利用素描、色彩和光线的明暗等手段相似,力求达到客观与主观的协调一致。海森堡对音乐的解释是,音乐如同语言,极具个性客观与主观的协调一致。海森堡对音乐的解释是,音乐如同语言,极具个性化;而物理研究也如同作曲,古典物理犹如巴赫的交响曲。化;而物理研究
15、也如同作曲,古典物理犹如巴赫的交响曲。海森堡把物理当成了作曲。不同的是,作曲家使用的是音符,海森堡则海森堡把物理当成了作曲。不同的是,作曲家使用的是音符,海森堡则使用数学符号。他了解的是物理的自然法则,在其理论的声音里没有游离使用数学符号。他了解的是物理的自然法则,在其理论的声音里没有游离“音音”,在他的证明空间里发出的,在他的证明空间里发出的“音调音调”是原子法则,其目的是为了完善原是原子法则,其目的是为了完善原子理论。子理论。韦纳海森堡(Werner Heisenberg)狄拉克(狄拉克(Paul Adrie Maurice Dirac1902年年8月月8日日1984年年10月月20日),
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