對量子力學做出重大貢獻的物理學家簡介

對量子力學做出重大貢獻的物理學家簡介1MaxPlanck

馬克斯·普朗克

1900年，普朗克提出輻射量子假說，假定電磁場和物質(zhì)交換能量是以間斷的形式(能量子)實現(xiàn)的，能量子的大小同輻射頻率成正比，比例常數(shù)稱為普朗克常數(shù)，從而得出黑體輻射能量分布公式，成功地解釋了黑體輻射現(xiàn)象。在量子力學發(fā)展中所起的作用2普朗克這個人普朗克十分具有音樂天賦，他會鋼琴、管風琴和大提琴。慕尼黑的物理學教授菲利普·馮·約利曾勸說普朗克不要學習物理，他認為“這門科學中的一切都已經(jīng)被研究了，只有一些不重要的空白需要被填補”,但普朗克回復道：“我并不期望發(fā)現(xiàn)新大陸，只希望理解已經(jīng)存在的物理學基礎(chǔ)，或許能將其加深?！?877年至1878年，普朗克轉(zhuǎn)學到柏林洪堡大學，在著名物理學家亥姆霍茲和基爾霍夫以及數(shù)學家卡爾·魏爾施特拉斯手下學習。關(guān)于亥姆霍茲，普朗克曾這樣寫道：“他上課前從來不好好準備，講課時斷時續(xù)，經(jīng)常出現(xiàn)計算錯誤，讓學生覺得上課很無聊。”關(guān)于基爾霍夫，普朗克寫道：“他講課仔細，但是單調(diào)乏味?！?普朗克在柏林洪堡大學教授理論物理學課程，整個課程長達6個學期。莉澤·邁特納認為他講課“冷靜理智，有些一本正經(jīng)”；一位英國人JamesR.Partington曾表述普朗克講課“不用講稿，從不犯錯誤，從不手軟，是我所聽過的最好的講師?！?905年，當時尚完全不為人所知的愛因斯坦在科學雜志《AnnalenderPhysik》中發(fā)表了三篇開創(chuàng)性的論文，普朗克是少數(shù)很快發(fā)現(xiàn)愛因斯坦狹義相對論重要性的人之一，由于普朗克的影響力，相對論很快在德國內(nèi)得到認可。1901年的普朗克

4普朗克拒絕接受由玻爾、海森堡和泡利在20世紀20年代末提出的量子力學的哥本哈根詮釋。愛因斯坦此時也成為了保守派。普朗克認為海森堡的矩陣力學“令人厭惡”，而將薛定諤方程作為救世主。然而科學的真理沒有顧及他的想法而繼續(xù)被揭示，正像普朗克年輕時與老一輩科學家爭論時所寫的那樣：“要接受一個新的科學真理，并不用說服它的反對者，而是等到反對者們都相繼死去，新的一代從一開始便清楚地明白這一真理?！?878年學生時代的普朗克

1901年的普朗克

5AlbertEinstein

1905年，愛因斯坦引進光量子(光子)的概念，并給出了光子的能量、動量與輻射的頻率和波長的關(guān)系，成功地解釋了光電效應。其后，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。

在量子力學發(fā)展中所起的作用6NielsBohr尼爾斯·玻爾

1913年，玻爾在盧瑟福有核原子模型的基礎(chǔ)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，原子具有確定的能量，它所處的這種狀態(tài)叫“定態(tài)”，而且原子只有從一個定態(tài)到另一個定態(tài)，才能吸收或輻射能量。這個理論雖然有許多成功之處，但對于進一步解釋實驗現(xiàn)象還有許多困難。在量子力學發(fā)展中所起的作用7玻爾這個人玻爾18歲考入哥本哈根大學，很快就成了哥本哈根大學足球俱樂部的明星守門員，他習慣在足球場上一邊心不在焉地守著球門，一邊用粉筆在門框上排演著公式。大學四年級時，由于俱樂部的成績出眾，立下汗馬功勞的玻爾入選國家隊。1908年的倫敦奧運會上，丹麥隊獲得男子足球項目的銀牌，玻爾更多時候作為替補門將在場邊揮舞著紅白國旗。玻爾提出了著名的“互補原理”，即宏觀與微觀理論，以及不同領(lǐng)域相似問題之間的對應關(guān)系?；パa原理指出經(jīng)典理論是量子理論的極限近似，而且按照互補原理指出的方向，可以由舊理論推導出新理論。這在后來量子力學的建立發(fā)展過程中得到了充分的驗證。1997年IUPAC正式通過將第107號元素命名為Bohrium,以紀念玻爾

8在對于量子力學的解釋上，玻爾等人提出了哥本哈根詮釋，但遭到了堅持決定論的愛因斯坦及薛定諤等人的反對。從此玻爾與愛因斯坦開始了玻爾-愛因斯坦論戰(zhàn)，這一爭論一直持續(xù)至愛因斯坦去世。

玻爾與愛因斯坦在討論問題其子奧格·尼爾斯·玻爾也是物理學家，于1975年獲得諾貝爾物理學獎。他和本·羅伊·莫特森、詹姆斯·雷恩沃特因發(fā)現(xiàn)原子核中集體運動和粒子運動之間的聯(lián)系，并且根據(jù)這種聯(lián)系提出核結(jié)構(gòu)理論，而得獎奧格·尼爾斯·玻爾（1922~2009）9LouisdeBroglie

路易·德布羅意

德布羅意于1923年提出微觀粒子具有波粒二象性的假說。德布羅意認為：正如光具有波粒二象性一樣，實體的微粒(如電子、原子等)也具有這種性質(zhì)，即既具有粒子性也具有波動性。這一假說不久就為實驗所證實。

在量子力學發(fā)展中所起的作用10德布羅意這個人路易天資聰穎，有驚人的記憶力。他讀書能夠過目不忘。在法文、歷史、物理、哲學、這些不同的領(lǐng)域，他都能得到很好的成績。中學畢業(yè)后，他進入了極具聲譽的索邦大學就讀。那時，他并不清楚應該主修哪個科目。最初，他選擇了歷史。后來，又轉(zhuǎn)為主修法律。一直到他讀了昂利·龐加萊的兩本巨著，《科學和假設》與《科學的價值》，他才認知物理學是他的最愛，開始專心研讀理論物理。德布羅意于1924年完成了博士論文。在這篇論文里，他詳細解釋他所創(chuàng)建的的電子波理論。由于論文的題目與內(nèi)容相當先進，朗之萬不能確定是否有瑕疵，所以寄給愛因斯坦一份，尋求他的意見。愛因斯坦那時候很忙，正在研究玻色-愛因斯坦統(tǒng)計，抽不出時間仔細閱讀，只能稍微翻了一下。立刻，他意識到這論文很有重量，興奮地回信：“他已經(jīng)掀起了面紗的一角”！并且將論文送去柏林科學院，使得這理論廣知于物理學界。德布羅意獲得了夢寐以求的博士學位。11Werner

Heisenberg

維爾納·海森堡

在量子力學發(fā)展中所起的作用他對物理學的主要貢獻是給出了量子力學的矩陣形式（矩陣力學），提出了“測不準原理”（又稱“不確定性原理”）和S矩陣理論等。他的《量子論的物理學基礎(chǔ)》是量子力學領(lǐng)域的一部經(jīng)典著作。12海森堡這個人海森堡愛好經(jīng)典音樂，是個出色的鋼琴手

海森堡的名字一直都和他的量子力學理論聯(lián)系在一起，這一理論發(fā)表時他年僅23歲1927年，年僅26歲的海森堡被任命為萊比錫大學的教授

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海森堡為原子核物理學做出了重要貢獻，為基本粒子理論引入了內(nèi)部對稱量子數(shù)（1932年，1933年）。發(fā)展了一種鐵磁性理論（1928年）。和沃爾夫?qū)づ堇麑α孔訄稣撨M行了開創(chuàng)性研究工作。海森堡和JohnArchibaldWheeler同為S矩陣（1942年，1944年）之父其他開創(chuàng)性貢獻基于對原子輻射的觀察，海森堡認為，在某一個給定的時間點，一個電子所處的位置是無法確定的，也無法跟蹤它的軌跡，所以玻爾假定的電子軌道并不存在；諸如位置、速度等力學量，無法用通常的數(shù)字來描述，但可以用抽象的數(shù)學結(jié)構(gòu)即矩陣來表達，海森堡用矩陣形式給出了他的新理論（矩陣力學）海森堡又提出了著名的“不確定性原理”（又稱“海森堡測不準原理”）。他指出在一個量子力學系統(tǒng)中，一個運動粒子的位置和它的動量不可被同時確定。14ErwinSchr?dinger

薛定諤

在量子力學發(fā)展中所起的作用1926年他提出著名的薛定諤方程，為量子力學奠定了堅實的基礎(chǔ)。方程的提出只是稍晚于沃納·海森堡的矩陣力學，此方程至今仍被認為是絕對的標準，它使用了物理學上所通用的語言即微分方程。他還在同年證明了自己的波動力學是與海森堡和玻恩的矩陣力學在數(shù)學上是等價的。15MaxBorn

馬克斯·玻恩

在量子力學發(fā)展中所起的作用1925年至1926年與泡利、維爾納·海森堡和帕斯庫爾·若爾當（PascualJordan）一起發(fā)展了現(xiàn)代量子力學（矩陣力學）的大部分理論。1926年又發(fā)表了他自己的研究成果玻恩概率詮釋（波函數(shù)的概率詮釋），后來成為著名的“哥本哈根詮釋”。16PaulDirac

保羅·狄拉克

在量子力學發(fā)展中所起的作用給出描述費米子的相對論性量子力學方程（狄拉克方程），給出反粒子（正電子）解。1932年，美國物理學家安德森證實反粒子的存在；使用狄拉克符號統(tǒng)一了量子力學理論描述的數(shù)學形式預言磁單極；費米—狄拉克統(tǒng)計。另外在量子場論尤其是量子電動力學方面也作出了奠基性的工作17狄拉克這個人1933年狄拉克與薛定諤共同獲得諾貝爾物理獎。他卻對拉塞福說，他不想出名，他想拒絕這個榮譽?！崩λf：“如果你做這樣做，你會更出名，人家更要來麻煩你。狄拉