量子力学~人类的智慧

   量子力学诞生于20世纪初，量子力学是研究原子，电子等微观世界物理规律的理论，量子力学与爱因斯坦的相对论被称为现代物理学的两大基石。宇宙是由大量的原子等微观粒子集合而成，所以量子力学~量子论是宇宙全体最为根本的法则。

   量子力学出现前，人们认为光的强度是可以无限变弱的，但是在量子力学里，光是存在最小的单位的，不可再分的光量子，也就是光子，具有不连续的性质，如果把一个光子的能量设定为1，那么，光的强度（能量）将是1的整倍数，也就是说1.6或者0.3这些数字是不可能用来描述测量光的能量的。这就是量子力的说的基本粒子的不连续性质。

  光的能量是一份一份的，意味着光是由具有粒子性质的光子集合而成，我们之所以能看到夜空中的星星，就是因为光是光子的集合，假如光是连续的，光在传播光的强度会随着距离的增加，而被无限的摊薄，如果光是连续的，当遥远星系的光到达人眼的视网膜时，会非常微弱，以至于我们视网膜上的感光分子无法分辨，就是说，如果光是连续的，我们将看不到星星。光作为光子（光量子）的集合，从光源发出的光子的密度虽然会降低，但每一个光子本身是独立的，能够保持自己的能量，光的能量就不会被无限摊薄了，所以光子作为粒子打到视网膜上的时候，有足够的能量让我们看到星星。

   量子理论出现之前，人们一直认为光是一种波，比如我们看到色彩斑斓的肥皂泡，这现象就是光作为波的性质的光的干涉效应，也就是说光同时具有波和粒子的双重性质，这就是“光的波粒二象性”。

   根据量子论，单个的光子，电子就同时具备波和粒子两个性质。一个基本粒子，不去观测它时，它的表现像一个波，观测的话，它就表现出粒子的形态，但观测到基本粒子的范围是在那粒子波的范围内。数学上表达电子波的方式是使用“波函数”，在原子内部求解电子波的波函数方程式就是“薛定谔方程”，通过数学上的运算就能求解在原子，分子内部的电子轨道。通常用“位置的涨落”来描述基本粒子运行的轨道规律，这就是量子力学里的“测不准原理”也叫“不确定性原理”。

   1913年，玻尔构造了一个原子的模型，认为原子内部的电子所携带的能量也是一份一份的，允许电子存在的轨道就变化了分立的了，当电子从高能轨道去低能轨道的时候就会发光，发出来的光的能量等于轨道之间的能量差，由于电子的轨道是分立的，所以他发出光的颜色（波长）也就变得分立了。这解释了无色的光通过棱镜后会分解成不同颜色的光的原理。同时也成功解释了冶炼时，观测高温物体发出来的光的颜色就可以推测处温度的高低，比如红色是600度左右，黄色是1000度左右，白色是1300度左右。

  不同的原素之间的差别是不同原素的电子配置的不同相关的，电子配置的不同决定了各种原素的化学反应的性质也不同~容易形成什么样的离子，容易与什么样的元素发生化学反应等等，化学的根本原理是量子力学支配的

   把宏观的物体看做是大量的原子组成的集合体，根据量子论，来研究它们性质的物理学叫做“凝态物理”，现代人所用的电子产品中的各种半导体，集成电路芯片，都是建立在凝态物理学上，就是说是量子力学的实际运用。所有电子产品都是受量子力学支配的。

   从原子核到夸克等基本粒子，和光子，电子一样，同时拥有粒子和波的属性，整个宇宙都由量子论支配，量子论几乎是所有物理学理论的基础理论，除了引力~万有引力，就是爱因斯坦的广义相对论提出的引力是时间和空间的弯曲，产生的引力现象。为了统一广义相对论，物理学提出了“量子引力理论”，其中最有竞争力的就是“超弦理论”，超弦理论认为所有的基本粒子都是“弦”，所有的物质的外在表现只是弦震动的频率和方式不同而已。谢谢大家，今天的讲座到此结束。

公告：本公众号为原创作品公众号，欢迎您关注本公众号。

欢迎您转发，推荐，评论本公众号作品。

感谢您的赞赏支持。