量子學的研究方法

A. 物理學家奧本海默與波恩提出哪種方法來研究量子力學

玻恩奧本海默近似
處理原子畢坦分歷碰子軌道的，將原子的波函數看做核的波函數與電子波函數的乘積，由於核的質量遠大於電手爛桐子質量，近似的認為核不動，波函數不變，因此可以將原子的波函數看做電子的波函數來近似，這是處理原子分子物理的基本方法——玻恩奧本海默近似。

B. 量子力學的研究方向

首先送給你一句話，是美國現代最有名的物理學家之一費曼說過：「有人說世界上只有三個人能懂得相對論，那麼對於量子力學，我敢肯定地說，沒有有人會懂」， 這也是我開始學習量子力學時候老師給我們講的，量子力學的特點就是他的抽象和矛盾。從一開始的基本原理到基本實驗事實：單電子的雙縫干涉（聽起來就不合邏輯，但是事實就是如此），所以任何學習量子力學的人，不應該把精力放在如何更好的從邏輯上去理解量子力學，因為其本身就是不可以用邏輯解釋的，我們應空扒仿該去接受那些看似不可思議的假設和實驗事實，然後以此為前提是用邏輯推導和數學技巧去解決實際問題，這才是學習量子力學的要務！

量子力學主要有三種數學體系：波動力學、矩陣力學和路徑積分，我們通常在前面幾章會更多的使用到波動力學理論，是以振動理論為基礎的，所以可以看微分方程的書籍獲得所需要的理論基礎；矩陣力學是海森堡建立的，起初他自己也不知道這個的物理含義，直到人們提出了希爾伯特空間，把算符和波函數都放在這個空間里才理解了量子力學的矩陣描述，所以線性代數對於矩陣力學的理解至關重要！ 對於最後一個由費曼一手建立的解釋，屬於邊緣理論，一般書里不會講的，除非你很感興趣可以看一下曾謹言的量子力學第二卷裡面有述及。

對於教材，你可以先從導論看起，培養自己的興趣，興趣很此困重要，因為量子力學的難度和抽象程度足以讓所有不熱愛它的人望而卻步，只有你喜歡他，你才能夠抱著一種輕松的心態去面對這些艱澀難懂的概念理論！切記！ 導論我推薦一本國外人寫的 名字忘記了 書名就是量子力學導論。然後課本你可以看復旦斗纖蘇汝鏗的《量子力學》比較詳細的一本書，對你打下基礎有利！

補充一下，一定要學好狄拉克符號！這個東西不僅有助於讓你事半功倍的表達量子力學關系式，還有助於你更好的理解量子力學！！最後祝你好運 ：）

C. 簡單的介紹下量子力學。（淺顯易懂點）

量子力學簡介「
首先簡單闡述一下量子力學研究的對象。簡言之就是微觀粒子及其運動規律。
量子力學基本的研究方法：自從量子力學的創始人玻爾（也可以算上普朗克、海森堡、薛定諤、波恩等人）在上世紀初建立H原子模型以來，量子力學經歷了約90年的風風雨雨，不過量子力學的「黃金時期」是在1920年到1929年這十年，至於說量子力學的「聖地」應該是哥本哈根、哥廷根、慕尼黑，這三個地方被譽為「黃金三角」。而量子力學的基本方法就是海森堡碧帆的矩陣力學和薛定諤的波動方程，他們看似不同，但都是從不同的角度闡述微觀世界的基本規律，一個偏向於粒子的角度，一個偏向於波動的角度，最後被證實它們是等價的。也就是說：世界的本質是波粒二象性！
其次，量子力學的基本的原理，有三個：波恩的概率解釋、海森堡的不確定關系、波玻爾的互補原理。前兩蠢皮個共同摧毀了自牛頓以來的因果觀，也就是說在量子力學看來，一個結果可以被不同的原因引起，同一個條件也可以引起不同的結果，只不過只是概率不同罷了。因此，你不能說因為這個所以那個，你只能說這個可能引起那個。而波爾的互補原理則說：世界本身是粒子和波的和諧統一，不能說電子「到底是粒子還是波？」只能問「我這樣觀測，粒子會顯示波動性還是粒子性？帶慧差」也就是說，電子是什麼，取決於你的觀測手段，在微觀世界，不存在絕對的客觀存在，只存在可觀測的物理量。
用途：
二十世紀兩大發現：相對論和量子力學，比如計算機，用到的核心原理，應該是量子力學的基本原理，而且現在的計算機要想繼續突破必須向量子計算機方向努力，更突出了量子效應對於圍觀世界相互作用規律的決定作用。
希望我的回答對你有所幫助！

D. 量子力學主要是研究什麼的

量子力學是什麼？

量子力學研究什麼？量子力學是一個大多數的普通人聽上去都覺得比較遙遠的一個詞彙，因為平常在學校裡面學習的時候，量子力學並沒有作為物理學科的重點，有的學校為了提高成績，都不會對量子力學進行過多的介紹。量子力學的研究范圍非常的寬泛，研究的是一些微小的粒子的組成和性質。量子力學是研究最基本的物質的，所以它能夠從更微觀的角凱仿源度來解釋世間萬物存在的原因和它們之間的相互作用。量子力學對於推動現代科學的發展有著重要的作用。

E. 量子力學的學習方法是什麼

量子力學是研究物質世界微觀粒子運動規律的物理學分支，主基此宏要研究原子、分子、凝聚態物質，以及原子核和扒大基本粒子的結構、性質的基礎理論它與相對論一起構成現代物理學的理論基礎。

量子力學比較難學，想要學好量子力學，最好有比較好的導師帶著自己學，靠自學太難了。學好量子力學需要做到兩件事：1. 掌握描述量子力學時用到的數學工具。2. 理解用量子力學描述物理系統的思想方法。

在量子力學中常用的數學工具有：
1. 一些基本的數學分析知識，包括基礎的實搏冊變函數，復變函數，常微分和偏微分方程等。
2. 對一些基本的特殊函數的了解，如球諧函數，貝塞爾函數等。
3. 對於線性代數基礎概念比較好的理解，包括線性空間，子空間，正交，基，矩陣和線性變換，本徵值和本徵向量。尤其要建立起矩陣就是變換，和本徵向量轉化為基的概念，因為這是描述量子力學的基礎。
4. 最好有一點群論的基礎，對理解對稱性會有幫助。

F. 量子力學主要是研究什麼的

量子力學理論的研究主要是：1. 解決微觀領域（原子與分子結構，原子核結構，粒子物理等）粒子的運動狀態問題（波粒二象性，狀態由求解得到的概率波函數完全描述，這是薛定諤採用波動力學的描述；另外，海森堡等採用矩陣力學的方法同樣描述了粒子的狀態。兩者的理論畢游殊途同歸，但海森堡的理論用到非對易代知頃數，較抽象，不如薛定諤的波函數好理解）；2. 研究物質的基本屬性（導電性，導熱性，磁性等）（必須用到量子力學是因為這些性質的研究對象是玻色子和費米子，只有量子理論可以很好的解釋）；3. 天體物理，宇宙論等。
研究表明，量子力學從20世紀初發展到現在，既可以解決微觀領域的問題也可以解決宏觀領域的問題。根據其領域的不同又分為了非相對論量子力學和相對論手猛銷量子力學。

G. 量子力學基本理論

一、哥本哈根量子力學詮釋

量子力學是研究微觀粒子的運動狀態和運動規律，微觀粒子電子、中子、質子，誇克和量子一樣都是量子力學的研究范疇，但是實體粒子和量子是不同的，實體粒子有質量，而量子是能量子，它是沒有靜止質量的。量子力學是在20世紀初由玻爾、海森堡、薛定諤、泡利、普朗克等物理學家建立的，他們組成了哥本哈根學派，哥本哈根詮釋是目前對量子力學本質的正統解釋。愛因斯坦的光子理論學說推動和發展了量子力學。哥本哈根對量子力學的詮釋，就是認為微觀粒子在微觀空間中的運動狀態是不確定的，運動狀態可以用波函數來描述，薛定諤方程的波函數Ψ(x、y、z、t)，可以計算粒子在微觀空間的分布概率。泡利量子理論的原子軌道就是波函數的描述行為，通過薛定諤方程計算得到原子核外電子的原子軌道和原子軌道量子數。原子核外電子在空間分布狀態是不確定的，電子單縫衍射，相同的電子通過狹縫射在屏幕上，隨著電子數目的增多，電子以不同的概率分布呈現出明暗條紋，這些都說明了粒子在微觀空間中呈概率分布的，電子在某時刻它的運動狀態是不確定的。

在愛因斯坦看來，波函數概率描述電子的軌道並不是電子真實的運動情況，電子的運動狀態是精確的，准確的，用概率描述自然現象只是人在研究微觀粒子的過程中採用的一種不得已的手段。哥本哈根學派總是橡嘩兄用概率粗略的描述一群電子的運動規律，而不能准確地描述單個電子真實的運動規律，這只能說明量子力學是不完備的，真正完備的量子力學肯定可以描述單個電子精確的運動規律。愛因斯坦反對哥本哈根詮釋中的不確定原理，所以他說上帝不會擲骰子。他對電子的概率分布理論不滿，愛因斯坦認為核外電子在某個時刻的位置和速度都是可以准確測定的，只是沒有找到准確測定的方法和完整的底層理論。

二、薛定諤方程

量子力學是研究微觀粒子的狀態和運動的規律，薛定諤方程是描述微觀粒子運動狀態的基本方程。微觀粒子在空間某時刻的位置是不確定的，是隨機的，薛定諤方程的波函數就是用來描述電子在空間的分布概率，薛定諤方程表達式。

薛定諤方程波函數ψ（x、y、z、t），粒子勢能函數V（x、y、z、t）都是時間和位置的函數，h普朗克常數，i虛數單位，m粒子質量。

波函數ψ模的平方表示粒子在t時刻在某位置出現的概率，也就是粒子的概率密度，而波函數Ψ本身是概率的平方根，是一個非物理量，本身沒有物理意義，只是描述粒子在空間分布的概率波動。薛定諤方程，描述了微觀世界粒子的運動狀態和運動規律，牛頓定律描述了宏觀世界物體的運動狀態和運動規律。薛定萼方程可以計算原子核外電子的分布概率，計算電子層的原子軌道和原子軌道的量子數。

三、薛定諤的貓

薛定諤貓的實驗是將一隻貓關在一個箱子里，箱子里有一個瓶子裝有氰化鉀，還有一個瓶子裝有放射性鐳，鐳原子核衰變存在幾率，如果鐳發生衰變，就會釋放出中子觸發機關，打碎裝有氰化物的瓶子，這樣一來貓就會死，如果鐳不衰變就不會釋放出中子，裝有氰化物的瓶子就不會碎，貓就能活。在箱子門沒有打開蘆悔前，貓可能死也可能活概率為50%，處於生死的疊加態，當門打開後這種疊加態就坍塌成一種確定的狀態。用薛定諤的貓比喻微觀粒子狀態，在沒有測量以前粒子的位置是不確定的，可能在不同的位置，粒子狀態處於疊加態，當被測量後，量子的位置就被確定了，也就是說粒子的疊加態坍塌成一種確定狀態。

薛定諤的貓，常用來形容不確定的事物，比喻一種事件，在沒有確定之前，可能是A也可能是B，處於AB的疊加態，當經過驗證後，疊加態就能坍塌成一種確定的事件。

四、泡利原理

泡利不相容原理是原子物理和分子物理的基本理論，也是量子力學的重要基礎，泡利的量子理論是研究原子核外電子的分布規律及電子層的復雜結構。通過薛定諤方程波函數ψ（x、y、z、t）求解和統計，得到了原子軌道和原子軌道四個量子數梁襲，薛定諤方程對於簡單系統，如氫原子中電子的狀態薛定諤方程能准確求解，對於復雜系統，如z個電子的原子，由於電子受屏蔽效應相互作用勢能會發生改變，所以只能近似求解。原子軌道和軌道量子數就是薛定諤方程的近似解。原子軌道的四個量子數決定了電子的運動狀態，其中n（主量子數），決定了電子能級；l（角量子數），決定了亞層軌道的形狀和電子的角動量，電子運動的角動量和電子的角量子數有關，M= l(l+1)*(h/2π) ，l=0，1，2，……。l 越大，角動量越大，能量越大。m（磁量子數），表示亞層的原子軌道，決定了原子軌道在空間的伸展方向；ms自旋量子數，表示原子軌道兩個電子的自旋方向。四個量子數決定了電子的能量、軌道形狀、伸展方向和電子自旋方向，也就是說決定了電子在空間中的狀態。泡利原理可表述在原子內不可能有兩個或兩個以上的電子具有完全相同的4個量子數，或者說在量子數m，l，n相同情況下，一個原子軌道上最多可容納兩個電子，而這兩個電子的自旋方向必須相反。

泡利不相容原理揭示了原子復雜的電子層結構，非常方便地解釋不同原子之間化學鍵的結合機理和相互作用的原理。元素的化學性質與原子結構最外層的電子數有關，不同的元素如果最外層的電子的數量相同，則所表現出的性質相似，周期表就是依據這些原理編制出來的。

五、海森堡的測不準原理

測量粒子在微觀空間某時刻的位置和速度，我們通過儀器發射一定頻率的光子來測量，當光子去照射電子，光子和電子發生干擾作用，假如你先測量電子的位置，由於光子對電子的作用，這時它的運動速度就發生了變化，所以你在測量位置的同時，測量的速度肯定有很大的誤差，並且光子的頻率越大，測量位置就會越准確，而測量的速度就越不準確；反過來你先測量速度，同樣會對位置產生很大的影響。海森堡測不準原理 x p h/4π（p動量），意思是測量的位置和動量誤差乘積是個確定的常數，說明不能同時准確測量電子的速度和位置，當速度測量誤差越小，位置測量的誤差就越大；位置測量誤差越小，速度測量誤差就越大。這就是海森堡測不準原理。測不準原理不是儀器精度的問題，也不是方法問題，而是在儀器測量時光子對測定粒子有干擾作用。

六、愛因斯坦的光子理論

光子理論由愛因斯坦提出（建立在普朗克能量子的概念上），愛因斯坦的量子理論推動了量子力學的發展。量子就是能量子，光子就是量子，量子和實體粒子不同，量子沒有靜止質量，實體粒子如電子、質子、中子、誇克等有靜止質量，光子的能量E hν（ν為頻率，h為普朗克常量），光子的能量E=mc²（m是光子的運動質量），結合E=hν，可以得到光子的動量p=mc=hν/c。光子是組成光的最小能量單位。這些就是愛因斯坦的光子理論。

當物質受到光的照射時，如果光子的能量滿足原子的能級差hv E₂-E₁，原子就會吸收這個光子，電子從能級E₁跳躍到能級E₂軌道上處於激發態，激發態電子是不穩定的，大約經過10-8秒以後，激發態電子將返回到低能級E₁上，並將電子躍遷時所吸收的能量以光子的形式釋放出去。當原子吸收的光子能量大於電子的逸出功，電子就會發生電離產生光電流。這就是愛因斯坦的光電理論。

H. 量子生物學的研究方法

基本上就是用量子力學的方法來處理一個微觀體系的全部計算過程，並利用由此得出的各種參量,說明所研究對象的結構、能量狀態及變化,進而解釋其生物學活性及生命過程。橡做量子力學把分子中的原子核看成是一個骨架，外圍電子則在這一骨架附近運動。電子不僅具有粒子性，同時還具有波動性。因此對電子的運動可以用一個波函數來描述。這個波函數應滿足量子力學中的基本方程，即薛定諤方程：
H□ (1)式中H稱為哈密頓算符，□是整個體系的能量。在量子生物學中所處理的系統一般都比較復肢簡雜，但重要的生物分子常具有由π電子所組成的雙鍵，這種π電子的活動性較大,實際上並不定歷如褲位在特定的一個原子核附近,這類系統稱為共軛系統。核酸中的嘌呤與嘧啶鹼基、蛋白質中的芳香氨基酸、高能磷酸物、喋呤、卟啉、醌、類胡蘿卜素、各種輔酶、膽固醇以及許多葯物無不具有共軛系統。各種生命現象都和共軛系統的存在及其π電子的非定域化密切相關。因此量子生物學首先考慮了這類電子的運動。目前最廣泛應用的計算方法稱為分子軌道法（簡稱MO）。即認為每個電子的運動可擴及到整個分子范圍內。雖然每個電子的軌道是一種分子軌道，但它畢竟和原子軌道有關。認為分子軌道由原子軌道線性組合而成的方法就稱為原子軌道的線性組合法。簡寫為LCAO-MO法：
□ (2)式中的□1，…,□□表示各原子軌道的波函數,□□,…，□□為相應的系數。
因此，對一個具有生物學意義的體系的量子力學計算過程，包括下列步驟：根據欲研究分子的結構，選定合適的波函數,代入波動方程(1)，並求其解。然後將所得結果和欲研究的生物學活性相聯系。由於精確求解常有困難，因此在計算中經常應用各種近似方法。這種近似性是否適用，還要和實驗結果相印證。從計算結果可以得到兩類不同性質的指數：能量指數與結構指數。能量指數說明體系的能量狀態，例如總能量、躍遷能（不同狀態之間的能量差）。最高填滿分子軌道（即電離勢，簡寫作HOMO）與最低空分子軌道（即電子親合勢，簡寫為LUMO）等。結構指數說明分子的結構特徵，例如鍵級（雙鍵性的大小）、自由價（通過某一原子參與化學反應的能力）、電子電荷等。

I. 量子力學的實驗研究有哪些

建立量子力學的一些重要實驗有:

薛定諤的貓是一個思維實驗，有時被描述為一個悖論，由奧地利物理學家埃爾溫·薛定諤於1935年設計。它說明了他所看到的問題，即應用於日常物體的量子力學的哥本哈根解釋。場景中，一隻貓可能同時活著和死去，這種狀態被稱為量子疊加，它與隨機的亞原子事件聯系在一起，這可能發生，也可能不發生。

量子擦除實驗是一空前個展示量子力學幾個基本方面的干涉儀實驗，包括量子糾纏和互補。

斯特恩-格拉赫實驗是一個重要的粒子偏轉實驗。這個實驗常被用來說明量子力學的基本原理。

惠勒的延遲選擇實驗實際上是由約翰·阿齊布爾德·惠勒(John Archibald Wheeler)提出的幾個思維實驗，其中最著名的出現在1978年和1984年。這些實驗試圖確定光是否以某種方式「感知」了雙縫實驗中的實驗設備，它將通過它，並調整它的行為，以適應它的適當的確定狀態，或者光是否保持在一種不確定狀態，既不是波也不是粒子，並以一種波一致的方式或一種粒子一致的方式來回答這些問題這取決於提出這些問題的實驗安排

J. 量子力學是研究什麼的具體有什麼內容

量子力學是在舊量子論的基礎上發展起來的。舊量子論包括普朗克的量子假說、愛因斯坦的光量子理論和玻爾的原子理論。

量子力學的基本原理包括量子態的概念，運動方程、理論概念和觀測物理量之間的對應規則和物理原理。
在量子力學中，一個物梁派理體系的狀態由態函數表示，態函數的任意線性疊加仍然代表體系的一種可能狀態。狀態隨時間的變化遵橡州賀循一個線性微分方程，該方程預言體系的行為，物理量由滿足一定條件的、代表某種運算的算符表示；測量處於某一狀態的物理體系的某一物理量的操作，對應於代表該量的算符對其跡局態函數的作用；測量的可能取值由該算符的本徵方程決定，測量的期待值由一個包含該算符的積分方程計算。