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1、对量子力学做出重大贡献的物对量子力学做出重大贡献的物理学家简介理学家简介Max PlanckMax Planck马克斯普朗克 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，从而得出黑体辐射能量分布公式，成功地解释了黑体辐射现象。在量子力学发展中所起的作用在量子力学发展中所起的作用 普朗克拒绝接受由玻尔、海森堡和泡利在普朗克拒绝接受由玻尔、海森堡和泡利在2020世纪世纪2020年代末提年代末提出的量子力学的出的量子力学的哥本哈根诠释哥本哈根诠释。爱因斯坦此时也成为了保守派。爱因斯坦此时也成为了保守
2、派。普朗克认为海森堡的矩阵力学普朗克认为海森堡的矩阵力学“令人厌恶令人厌恶”，而将薛定谔方程作，而将薛定谔方程作为救世主。然而科学的真理没有顾及他的想法而继续被揭示，正为救世主。然而科学的真理没有顾及他的想法而继续被揭示，正像普朗克年轻时与老一辈科学家争论时所写的那样：像普朗克年轻时与老一辈科学家争论时所写的那样：“要接受一要接受一个新的科学真理，并不用说服它的反对者，而是等到反对者们都个新的科学真理，并不用说服它的反对者，而是等到反对者们都相继死去，新的一代从一开始便清楚地明白这一真理相继死去，新的一代从一开始便清楚地明白这一真理。”18781878年学生时代年学生时代的普朗克的普朗克 19
3、011901年的普朗克年的普朗克 Albert EinsteinAlbert Einstein 19051905年，爱因斯坦引进光量子年，爱因斯坦引进光量子(光光子子)的概念，并给出了光子的能量、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，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，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子化的，从而解释了低温下固体比热问题。比热问题。在量子力学发展中所起在量子力学发展中所起的作用的作用Niels Bohr Niels Bohr 尼尔斯尼尔斯玻尔玻尔 19131
4、913年，玻尔在卢瑟福有核原子模型的年，玻尔在卢瑟福有核原子模型的基础上建立起原子的量子理论。按照这基础上建立起原子的量子理论。按照这个理论，原子中的电子只能在分立的轨个理论，原子中的电子只能在分立的轨道上运动，原子具有确定的能量，它所道上运动，原子具有确定的能量，它所处的这种状态叫处的这种状态叫“定态定态”，而且原子只，而且原子只有从一个定态到另一个定态，才能吸收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或辐射能量。这个理论虽然有许多成功之处，但对于进一步解释实验现象还有之处，但对于进一步解释实验现象还有许多困难。许多困难。在量子力学发展中所起的作用在量子力学发展中
5、所起的作用玻尔这个人玻尔这个人玻尔玻尔1818岁考入哥本哈根大学，很快就成了哥本哈根大学足球俱岁考入哥本哈根大学，很快就成了哥本哈根大学足球俱乐部的乐部的明星守门员明星守门员，他习惯在足球场上一边心不在焉地守着球他习惯在足球场上一边心不在焉地守着球门，一边用粉笔在门框上排演着公式门，一边用粉笔在门框上排演着公式。大学四年级时，由于俱。大学四年级时，由于俱乐部的成绩出众，立下汗马功劳的玻尔乐部的成绩出众，立下汗马功劳的玻尔入选国家队入选国家队。19081908年的年的伦敦奥运会上，丹麦队获得男子足球项目的银牌，玻尔更多时伦敦奥运会上，丹麦队获得男子足球项目的银牌，玻尔更多时候作为替补门将在场边挥
6、舞着红白国旗。候作为替补门将在场边挥舞着红白国旗。玻尔提出了著名的玻尔提出了著名的“互补原理互补原理”，即宏观与微观理论，以及不即宏观与微观理论，以及不同领域相似问题之间的对应关系。同领域相似问题之间的对应关系。互补原理指出经典理论是量互补原理指出经典理论是量子理论的极限近似，而且按照互补原理指出的方向，可以由旧子理论的极限近似，而且按照互补原理指出的方向，可以由旧理论推导出新理论理论推导出新理论。这在后来量子力学的建立发展过程中得到。这在后来量子力学的建立发展过程中得到了充分的验证。了充分的验证。19971997年年IUPACIUPAC正式通过将第正式通过将第107107号元素命名为号元素命
7、名为Bohrium,Bohrium,以纪念玻尔以纪念玻尔 在对于量子力学的解释上，玻尔等人提出了哥本哈根诠释，但在对于量子力学的解释上，玻尔等人提出了哥本哈根诠释，但遭到了坚持决定论的爱因斯坦及薛定谔等人的反对。从此玻尔遭到了坚持决定论的爱因斯坦及薛定谔等人的反对。从此玻尔与爱因斯坦开始了玻尔与爱因斯坦开始了玻尔-爱因斯坦论战，这一争论一直持续至爱爱因斯坦论战，这一争论一直持续至爱因斯坦去世因斯坦去世。玻尔与爱因斯坦在讨论问题玻尔与爱因斯坦在讨论问题 其子奥格其子奥格尼尔尼尔斯斯玻尔也是物玻尔也是物理学家，理学家，于于19751975年获得诺贝尔物年获得诺贝尔物理学奖理学奖。他和本。他和本罗伊
8、罗伊莫特森、莫特森、詹姆斯詹姆斯雷恩沃雷恩沃特因发现原子核特因发现原子核中集体运动和粒中集体运动和粒子运动之间的联子运动之间的联系，并且根据这系，并且根据这种联系提出核结种联系提出核结构理论，而得奖构理论，而得奖奥格奥格尼尔斯尼尔斯玻尔玻尔（1922200919222009）Louis de BroglieLouis de Broglie路易路易德布罗意德布罗意 德布罗意于德布罗意于19231923年提出微观粒子具有波粒年提出微观粒子具有波粒二象性的假说。德布罗意认为：正如光具二象性的假说。德布罗意认为：正如光具有波粒二象性一样，实体的微粒有波粒二象性一样，实体的微粒(如电子、如电子、原子等原
9、子等)也具有这种性质，即既具有粒子也具有这种性质，即既具有粒子性也具有波动性。这一假说不久就为实验性也具有波动性。这一假说不久就为实验所证实。所证实。在量子力学发展中所起的作用在量子力学发展中所起的作用WernerWerner HeisenbergHeisenberg维尔纳维尔纳海森堡海森堡 在量子力学发展中所起的作用在量子力学发展中所起的作用他对物理学的主要贡献是给出了他对物理学的主要贡献是给出了量子量子力学的矩阵形式力学的矩阵形式（矩阵力学），提出（矩阵力学），提出了了“测不准原理测不准原理”（又称（又称“不确定性不确定性原理原理”）和）和S S矩阵理论矩阵理论等。他的等。他的量量子论的物
10、理学基础子论的物理学基础是量子力学领域是量子力学领域的一部经典著作。的一部经典著作。n 海森堡为原子核物理学做出了重要贡献，为基本粒子理论引海森堡为原子核物理学做出了重要贡献，为基本粒子理论引入了内部对称量子数（入了内部对称量子数（19321932年，年，19331933年）。年）。n发展了一种铁磁性理论（发展了一种铁磁性理论（19281928年）。年）。n和沃尔夫冈和沃尔夫冈泡利对泡利对量子场论量子场论进行了开创性研究工作。进行了开创性研究工作。n海森堡和海森堡和John Archibald WheelerJohn Archibald Wheeler同为同为S S矩阵（矩阵（19421942
11、年，年，19441944年）之父年）之父其他开创性贡献其他开创性贡献基于对原子辐射的观察，海森堡认为，在某一个给定的时间点，基于对原子辐射的观察，海森堡认为，在某一个给定的时间点，一个电子所处的位置是无法确定的，也无法跟踪它的轨迹，所以一个电子所处的位置是无法确定的，也无法跟踪它的轨迹，所以玻尔假定的电子轨道并不存在玻尔假定的电子轨道并不存在；诸如位置、速度等力学量，无法；诸如位置、速度等力学量，无法用通常的数字来描述，但可以用抽象的数学结构即矩阵来表达，用通常的数字来描述，但可以用抽象的数学结构即矩阵来表达，海森堡用矩阵形式给出了他的新理论（矩阵力学）海森堡用矩阵形式给出了他的新理论（矩阵力
12、学）海森堡又提出了著名的海森堡又提出了著名的“不确定性原理不确定性原理”（又称（又称“海森堡测不海森堡测不准原理准原理”）。他指出在一个量子力学系统中，一个运动粒子的）。他指出在一个量子力学系统中，一个运动粒子的位置和它的动量不可被同时确定。位置和它的动量不可被同时确定。Erwin SchrErwin Schrdingerdinger薛定谔薛定谔 在量子力学发展中所起的作用在量子力学发展中所起的作用19261926年他提出著名的年他提出著名的薛定谔方程薛定谔方程，为量，为量子力学奠定了坚实的基础。方程的提出子力学奠定了坚实的基础。方程的提出只是稍晚于沃纳只是稍晚于沃纳海森堡的矩阵力学，海森堡的
13、矩阵力学，此方程至今仍被认为是此方程至今仍被认为是绝对的标准绝对的标准，它，它使用了物理学上所通用的语言即微分方使用了物理学上所通用的语言即微分方程。程。他还在同年证明了自己的波动力学他还在同年证明了自己的波动力学是与海森堡和玻恩的矩阵力学在数学上是与海森堡和玻恩的矩阵力学在数学上是等价的是等价的。Max BornMax Born马克斯马克斯玻恩玻恩 在量子力学发展中所起的作用在量子力学发展中所起的作用19251925年至年至19261926年与泡利、维尔纳年与泡利、维尔纳海森堡和帕斯库尔海森堡和帕斯库尔若尔当若尔当（Pascual JordanPascual Jordan）一起发展了现）一起
14、发展了现代量子力学（矩阵力学）的大部分代量子力学（矩阵力学）的大部分理论。理论。19261926年又发表了他自己的研年又发表了他自己的研究成果玻恩概率诠释（波函数的概究成果玻恩概率诠释（波函数的概率诠释），后来成为著名的率诠释），后来成为著名的“哥本哥本哈根诠释哈根诠释”。Paul DiracPaul Dirac保罗保罗狄拉克狄拉克 在量子力学发展中所起的作用在量子力学发展中所起的作用n给出描述费米子的相对论性量子力学方给出描述费米子的相对论性量子力学方程（狄拉克方程），给出反粒子（正电子）程（狄拉克方程），给出反粒子（正电子）解。解。19321932年，美国物理学家安德森证实反年，美国物理学家安德森证实反粒子的存在；粒子的存在；n使用狄拉克符号统一了量子力学理论描使用狄拉克符号统一了量子力学理论描述的数学形式述的数学形式n预言磁单极；预言磁单极；n费米费米狄拉克统计。狄拉克统计。n另外在量子场论尤其是量子电动力学方另外在量子场论尤其是量子电动力学方面也作出了奠基性的工作面也作出了奠基性的工作