旧量子论
旧量子论 |
旧量子论是一些比现代量子力学还早期,出现于1900年至1925年之间的量子理论。虽然并不很完整或一致,这些启发式理论是对于经典力学所做的最初始的量子修正。旧量子论最亮丽辉煌的贡献无疑应属玻尔模型。
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简介
马克斯·普朗克对于光波的发射和吸收的研究,点燃了旧量子论。后来,爱因斯坦发表了固体比热的杰作。紧接着,应用量子原理于原子运动,彼得·德拜解释了比热的异常现象。这些贡献开启了旧量子论如火如荼的发展。1913年,玻尔发表了对应原理。应用这原理,他又建构了氢原子的玻尔模型,成功地解释出氢原子的发射谱线。整个1910年代,一直到1920年代中期,物理学家应用旧量子论为一个解析原子问题的崭新利器。但是有成功也有失败,效果并不一致。在这期间,科学家知晓了分子的旋转和振动谱线,也发现了电子自旋;但这些也引起了半整数量子数的困惑。爱因斯坦提出了零点能量理论。阿诺·索末菲半经典地量子化相对论性氢原子。克拉莫给予了斯塔克效应(Stark effect)一个合理的解释。萨特延德拉·玻色和爱因斯坦正确地找到了光子的量子统计。于1924年,克拉莫发表了量子色散理论,借着运动轨道的傅里叶分量,可以计算从一个量子态跃迁至另一个量子态的概率。通过与海森堡的合作,这点子被延伸为一个半经典的,以类似矩阵的形式来描述的原子跃迁概率。海森堡继续这研究,以这跃迁方法来重新表述量子理论,原创出矩阵力学。
评价
同样于1924年,德布罗意提出物质的波动理论。在1926年,薛定谔找到了一个量子波动方程,能够清楚明了,前后一致地复制旧量子论的所有成果。后来,薛定谔证明了他的波动力学和海森堡矩阵力学是等价的。波动力学和矩阵力学共同结束了旧量子论的时代。旧量子论是一些比现代量子力学还早期,出现于1900年至1925年之间的量子理论。虽然并不很完整或一致,这些启发式理论是对于经典力学所做的最初始的量子修正。旧量子论最亮丽辉煌的贡献无疑应属玻尔模型。自从夫朗和斐于1814年发现了太阳光谱的谱线之后,经过近百年的努力,物理学家仍旧无法找到一个合理的解释。而玻尔的模型居然能以简单的算术公式,准确地计算出氢原子的谱线。这惊人的结果给予了科学家无比的鼓励和振奋,他们的确是朝着正确的方向前进。很多年轻有为的物理学家,都开始研究量子方面的物理。因为,可以得到很多珍贵的结果。[1]