量子力學(xué)的五個(gè)基本假設(shè)

量子力學(xué)是在經(jīng)典力學(xué)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，以電子、原子、分子等微觀世界粒子為主要對(duì)象，研究其運(yùn)動(dòng)規(guī)律。量子力學(xué)的基本內(nèi)容包括量子態(tài)的概念運(yùn)動(dòng)方程理論概念和觀測(cè)物理量之間的對(duì)應(yīng)規(guī)則和物理原理。

量子力學(xué)的五個(gè)基本假設(shè)

1、波函數(shù)假設(shè)。微觀體系的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)被一個(gè)屬于希爾伯特空間的波函數(shù)完全描述，從這個(gè)波函數(shù)可以得出體系的所有性質(zhì)。

2、演化假設(shè)。微觀體系的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)波函數(shù)隨時(shí)間的演化滿足薛定諤方程。

3、算符假設(shè)。量子力學(xué)中，力學(xué)量對(duì)應(yīng)著厄米算符，這些算符的本征值對(duì)應(yīng)于力學(xué)量的可測(cè)量值。

4、量子測(cè)量假設(shè)。對(duì)量子體系進(jìn)行某一力學(xué)量的測(cè)量時(shí)，測(cè)量結(jié)果一定是該力學(xué)量算符的本征值之一。

5、全同性原理。由全同粒子組成的體系中，交換任意兩個(gè)全同粒子的位置不會(huì)改變體系的狀態(tài)。

量子力學(xué)的意義

量子力學(xué)為認(rèn)識(shí)宇宙提供了一個(gè)全新的視角。在經(jīng)典物理學(xué)中，物質(zhì)和能量都是表現(xiàn)為粒子或波的形式。而在量子力學(xué)中，物質(zhì)和能量都是波粒二象性的，因此常常需要用“波函數(shù)”來(lái)描述它們的行為。

這種描述方式帶來(lái)的不僅是新的數(shù)學(xué)工具，更是一種走出經(jīng)典物理范式的思考方式。它的出現(xiàn)發(fā)現(xiàn)了很多令人驚奇的現(xiàn)象，如量子糾纏等。這些發(fā)現(xiàn)推翻了傳統(tǒng)物理觀念，揭示了宇宙的新面貌。

量子力學(xué)的薛定諤方程

由于微觀粒子的波粒二象性，經(jīng)典粒子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)已不能用位置和動(dòng)量來(lái)準(zhǔn)確地描述，于是用波函數(shù)來(lái)描述波的行為，因此，玻恩對(duì)此提出物質(zhì)波的統(tǒng)計(jì)性解釋，認(rèn)為大量粒子在空間何處出現(xiàn)的空間分布卻服從一定的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，將粒子的波動(dòng)性和粒子性聯(lián)系起來(lái)。

這粒子運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定狀態(tài)相聯(lián)系并滿足薛定諤方程式。只要給出粒子在系統(tǒng)中的勢(shì)能，通過(guò)求解薛定諤方程，就可以求出穩(wěn)定狀態(tài)的波函數(shù)和相應(yīng)的能量。只有當(dāng)總能量具有某些特定值的薛定諤方程才有解，即量子化的能量。