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光的研究史

化學(xué)先生 / 2019-08-23

有關(guān)光性質(zhì)的研究已經(jīng)有300多年的歷史，它和經(jīng)典物理學(xué)和近代物理學(xué)的發(fā)展始終是密切相關(guān)的。

在經(jīng)典力學(xué)中，研究對象總是被明確區(qū)分為兩類:波和粒子。前者的典型例子是光，后者則組成了我們常說的“物質(zhì)”。

1905 年，愛因斯坦提出了光電效應(yīng)的光量子概念，人們開始意識到光波同時(shí)具有波和粒子的雙重性質(zhì)。所以說光既可看成是顯示波動(dòng)性的電磁波，也可看成是顯示微粒性的光量子。

1924年，德布羅意提出“物質(zhì)波”假說，認(rèn)為和光一樣，一切物質(zhì)都具有波粒二象性。根據(jù)這-假說，電子也會(huì)具有干涉和衍射等波動(dòng)現(xiàn)象，這被后來的電子行射試驗(yàn)所證實(shí)。所以電子、原子、分子等和微觀粒子與光子-樣亦具有波粒二象性的運(yùn)動(dòng)特征。這一特征體現(xiàn)的現(xiàn)象均不能用經(jīng)典理論來解釋，由此人們提出了量子力學(xué)理論，這-理論就是本課程的一個(gè)重要的基礎(chǔ)。與經(jīng)典物理學(xué)不同，對體系物理量變化的最小值沒有限制，它們可以任意連續(xù)變化。但在量子力學(xué)中，物理量只能以確定的大小一份一份地進(jìn)行變化，具有多大要隨體系所處的狀態(tài)而定。這種物理量只能采取某些分離數(shù)值的特征叫做量子化。變化的最小份額稱為量子。例如，頻率為ν的諧振子，其能量不是連續(xù)變化的，而是只能以hv的整數(shù)倍變化，欲使其能量改變hν的百分之幾是不可能的。微粒的角動(dòng)量也是量子化的，其固有量子是h/(2π)。量子化是微觀體系基本的運(yùn)動(dòng)規(guī)律之一，它與經(jīng)典力學(xué)是不相容的。

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