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量子物理是研究微觀粒子(線度為10^-10m)運動規律及微觀結構的一門學科，是近代和現代物理學的理論支柱。本文將介紹早期量子理論的相關知識。因為專業性複雜，不再列出具體公式。 當加熱鐵塊時，我們先感覺到它發熱，當溫度超過300°時，就會發現它開始呈暗紅色，赤紅，橙紅，黃白，最後出現白光。光是一種電磁波，也就是說，任何物體在高溫下都會發出電磁波，通過實驗驗證，發現物體在任何溫度下都可以發射電磁波，科學家稱之為熱輻射。而物體在任何溫度下還可以吸收電磁波，吸收能力與釋放能力正相關，可以吸收全部投射在它身上的電磁波的物體被稱為絕對黑體。 ...鐵絲在高溫下變紅 為了找到黑體輻射的規律，1900年瑞利和金斯根據經典電磁理論和線性諧振子能量按自由度均分的思想，得出一個理論公式，經過驗證，發現公式在波長很長時是正確的，但在短波區域與實驗完全不符，史稱「紫外區的災難」。科學家普朗克大膽地作出一個假設「能量不能連續變化」，成功解釋了黑體輻射現象。 ...普朗克 這是物理學的一個重大發現，能量無法連續變化，只能取一些分立值。 1905年，愛因斯坦提出光子理論，他發現了光電效應，光照射到金屬表面時會有電子逸出。光電效應無法用光的波動理論解釋。因為入射光頻率小於金屬紅限時，無論強度如何都不會逸出電子，但是照波動理論，只要光的振幅足夠大，時間足夠長，就一定可以逸出電子。只有將光看成粒子才可以解釋光電效應。但是光的干涉衍射卻又是波的特性，由此可見，光既是波，又是粒子，即光具有波粒二象性。 ...光電效應 1924年法國物理學家德布羅意波受光的波粒二象性啟發，認為所有微觀粒子都存在波粒二象性。後來，人們做了中子，質子，原子，分子的衍射實驗，證實了微觀粒子確實都有波粒二象性。如果粒子具有波粒二象性，那麼就不能用經典力學的坐標來描述，必須用機率波來描述，機率波只給出了粒子出現在各個位置的機率，所以任一時刻粒子的位置是不確定的，與此相聯繫的是粒子在各個時刻的動量也是不確定的，位置(▲x)和動量(▲p)的關係是▲x▲p≥h，如果位置精度高了，那麼動量精度就會降低，如果動量精度高了，那麼位置精度就會降低，這種關係稱為海森堡測不準原理。而且這種原理不是測量儀器和測量方法引起的，完全是微觀粒子的波粒二象性引起的。 ...海森堡 至此，量子理論的雛形有了，粒子的位置需要用機率來表示，位置與機率的函數關係被稱為波函數。為了得到粒子受外力後的運動狀態的波函數，薛丁格於1926年提出了薛丁格方程，由於波函數本身不可測量，因此薛丁格方程的正確性只能通過實踐檢測，幸運的是，目前為止並沒有出現反例。
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