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量子力学概念总结范文1
论文摘要：针对郑州轻工业学院量子力学教学现状，结合“量子力学”的课程特点，立足于提高学生学习积极性和培养学生科学探索精神及创新能力，简要介绍了近年来在教学内容、教学方法、教学手段和考核方法等方面进行的一些改革尝试。
论文关键词：量子力学；教学改革；物理思想
“量子力学”是20世纪物理学对科学研究和人类文明进步的两大标志性贡献之一，已经成为物理学专业及部分工科专业最重要的基础课程之一，是学习“固体物理”、“材料科学”、“材料物理与化学”和“激光原理”等课程的重要基础。通过这门课程的学习，学生能熟练掌握量子力学的基本概念和基本理论，具备利用量子力学理论分析问题和解决问题的能力。同时，这门课程对培养学生的探索精神和创新意识及科学素养亦具有十分重要的意义。然而，“量子力学”本身是一门非常抽象的课程，众多学生谈“量子”色变，教学效果可想而知。如何激发学生学习本课程的热情，充分调动学生的积极性和主动性，提高量子力学的教学水平和教学质量，已经成为摆在教师面前的重要课题。近年来，笔者在借鉴前人经验的基础上，结合郑州轻工业学院（以下简称“我校”）教学实际，在“量子力学”的教学内容和教学方法方面做了一些有益的改革尝试，取得了较好的效果。
一、“量子力学”教学内容的改革
量子力学理论与学生长期以来接触到的经典物理体系相去甚远，尤其是处理问题的思路和手段与经典物理截然不同，但它们之间又不无关联，许多量子力学中的基本概念和基本理论是类比经典物理中的相关内容得出的。因此，在“量子力学”教学中，一方面需要学生摒弃在经典物理学习中形成的固有观念和认识，另一方面在学习某些基本概念和基本理论时又要求学生建立起与经典物理之间的联系以形成较为直观的物理图像，这种思维上的冲突导致学生在学习这门课程时困惑不堪。此外，这门课程理论性较强，众多学生陷于烦琐的数学推导之中，导致学习兴趣缺失。针对以上教学中发现的问题，笔者对“量子力学”课程的教学内容作了一些有益的调整。
1.理清脉络，强化知识背景
从经典物理所面临的困难出发，到半经典半量子理论的形成，最终到量子理论的建立，对量子力学的发展脉络进行细致的、实事求是的分析，特别是对量子理论早期的概念发展有一个准确清晰的理解，弄清楚到底哪些概念和原理是已经证明为正确并得到公认的，还存在哪些不完善的地方。这样一方面可使学生对量子力学中基本概念和基本理论的形成和建立的科学历史背景有一深刻了解，有助于学生理清经典物理与量子理论之间的界限和区别，加深他们对这些基本概念和基本理论的理解；另一方面，可使学生对蕴藏在这一历程中的智慧火花和科学思维方法有一全面的了解，有助于培养学生的创新意识及科学素养。比如：对于玻尔理论，由于对量子化假设很难用已经成形的经典理论来解释，学生往往会觉得不可思议，难以理解。为此，在讲解这部分内容时，很有必要介绍一下玻尔理论产生的历史背景，告诉学生在玻尔的量子化假设之前就已经出现了普朗克的量子论和爱因斯坦的光量子概念，且大量关于原子光谱的实验数据也已经被掌握，之前卢瑟福提出的简单行星模型却与经典物理理论及实验事实存在严重背离。为了解决这些问题，玻尔理论才应运而生。在用量子力学求解氢原子定态波函数时，还可以通过定态波函数的概率分布图，向学生介绍所谓的玻尔轨道并不是真实存在的，只是电子出现几率比较大的区域。通过这样讲述，学生可以清晰地体会到玻尔理论的承上启下的作用，而又不至于将其与量子力学中的概念混为一谈。
2.重在物理思想，压缩数学推导
在物理学研究中，数学只是用来表述物理思想并在此基础上进行逻辑演算的工具，教师不能将深刻的物理思想淹没在复杂的数学形式之中。因此，在教学过程中，教师要着重于加强基本概念和基本理论的讲授，把握这些概念和理论中所蕴含的物理实质。对一些涉及繁难数学推导的内容，在教学中刻意忽略具体数学推导过程，着重于使学生掌握其中的思想方法。例如：在一维线性谐振子问题的教学中，对于数学方面的问题，只要求学生能正确写出薛定谔方程、记住其结论即可，重点放在该类问题所蕴含的物理意义及对现成结论的应用上。这样，学生就不会感到枯燥无味，而能始终保持较高的学习热情。
二、教学方法改革
传统的“填鸭式”教学法把课堂变成了教师的“一言堂”，使得学生在教学活动中始终处于被动接受地位，极大地压制了学生学习的主观能动性，十分不利于知识的获取以及对学生创新能力及科学思维的培养。而且，“量子力学”这门课程本身实验基础薄弱、理论性较强，物理图像不够直观，一味采取灌输式教学，学生势必感到枯燥，甚至厌烦。长期以往，学习积极性必然受挫，学习效果自然大打折扣。为了提高学生学习兴趣，激发其学习的积极性，培养其科学探索精神及创新能力，笔者在教学方法上进行了一些有益的探索。
1.发挥学生主体作用
除却必要的教学内容讲解外，每节课都留出一定的师生互动时间。教师通过创设问题情景，引导学生进行研究讨论，或者针对已讲授内容，使学生对已学内容进行复习、总结、辨析，以加深理解；或者针对未讲授内容，激发学生学习新知识的兴趣（比如，在讲授完一维无限深方势阱和一维线性谐振子这两个典型的束缚态问题后就可引导学生思考“非束缚态下微观粒子又将表现出什么样的行为”），这样学生就会积极地预习下节内容；或者选择一些有代表性的习题，让学生提出不同的解决办法，培养学生的创新能力。对于在课堂上不能解决的问题，积极鼓励学生利用图书馆及网络资源等寻求解决，培养学生的科学探索精神。此外，还可使学生自由组合，挑选他们感兴趣的与课程有关的题目进行讨论、调研并完成小组论文，这一方面激发学生的自主学习积极性，另一方面使其接受初步的科研训练，一举两得。 转贴于
2.注重构建物理图像
在实际教学中着重注意物理图像的构建，使学生对一些难以理解的概念和理论形成较为直观的印象，从而形成深刻的记忆和理解。例如：借助电子束衍射实验，通过三个不同的实验过程（强电子束、弱电子束及弱电子束长时间曝光），即可为实物粒子的波粒二象性构建出一幅清晰的物理图像；借助电子束衍射实验图像，再以光波类比电子波，即可凝练出波函数的统计解释；借助电子双缝衍射实验图像，可使学生更易接受和理解态叠加原理；借助解析几何中的坐标系，可很好地为学生建立起表象的物理图像。尽管这其中光波和电子波、坐标系和表象这些概念之间有本质上的区别，但借助这些学生已经熟知和深刻理解的概念，可使学生非常容易地接受和理解量子力学中难以言明的概念和理论，同时，也可使学生掌握这种物理图像的构建能力，对培养学生的创新思维具有非常积极地作用。
三、教学手段和考核方式改革
1.课程教学采用多种先进的教学方式
如安排小组讨论课，对难于理解的概念和规律进行讨论。先是各小组内讨论，再是小组间辩论，最后老师对各小组讨论和辩论的观点进行评述和指正。例如，在讲到微观粒子的波函数时，有的学生认为是全部粒子组成波函数，有的学生认为是经典物理学的波。这些问题的讨论激发了学生的求知欲望，从而进一步激发了学生对一些不易理解的概念和量子原理进行深入理解，直至最后充分理解这些内容。另外课程作业布置小论文，邀请国内外专家开展系列量子力学讲座等都是不错的方式。
2.坚持研究型教学方式
把课程教学和科研相结合，在教学过程中针对教学内容，吸取科研中的研究成果，通过结合最新的科研动态，向学生讲授在相关领域的应用以培养学生学习兴趣。在量子力学诞生后，作为现代物理学的两大支柱之一的现代物理学的每一个分支及相关的边缘学科都离不开量子力学这个基础，量子理论与其他学科的交叉越来越多。例如：基本粒子、原子核、原子、分子、凝聚态物理到中子星、黑洞各个层次的研究以量子力学为基础；量子力学在通信和纳米技术中的应用；量子理论在生物学中的应用；量子力学与正在研究的量子计算机的关系等，在教学中适当地穿插这些知识，扩大学生的知识面，消除学生对量子力学的片面认识，提高学生学习兴趣和主动性。
3.利用量子力学课程将人文教育与专业教学相结合
量子力学从诞生到发展的物理学史所包含的创新思维是迄今为止哪一门学科都难以比拟的。在19世纪末至20世纪初，经典物理学晴空万里，然而黑体辐射、光电效应、原子光谱等物理现象的实验结果严重冲击经典物理学理论，让经典物理学陷入危机四伏的境地。1900年，德国物理学家普朗克创造性地引入了能量子的概念，成功地解释了黑体辐射现象，量子概念诞生。1905年，爱因斯坦进一步完善了量子化观念，指出能量不仅在吸收和辐射时是不连续的（普朗克假设），而且在物质相互作用中也是不连续的。1913年，玻尔将量子化概念引入到原子中，成功解释了有近30年历史的巴尔末经验光谱公式。泡利突破玻尔半经典、半量子论的局限，给予了令玻尔理论不安的反常塞曼效应以合理解释。1924年，德布罗意突破普朗克能量子观念提出微观粒子具有波粒二象性，开始与经典理论分庭抗礼。和学生一起重温量子力学史的发展之路，在教学过程中展现量子力学数学形式之美，使学生在科学海洋中得到美的享受，从精神上熏陶他们的创新精神。
4.考试方式改革
在本课程的教学中采用了教考分离，通过小考题的形式复习章节内容，根据学生的实际水平适当辅导答疑，注重学生对量子力学基础知识理解的考核。对于评价系统的建立，其中平时成绩（包括作业、讨论、综合表现等）占30％，期末考试占70％。从实施的效果来看，督促了学生的学习，收到了较好的效果，受到学生的欢迎。
量子力学概念总结范文2
注意教材书（文献［9］）已有"辐射场"及"能量场"的物理学概念。但囿于理论局限，使得教材书对这种场的描述是静止的（机械的）、孤立的（与物质世界无必然联系的）、无源的（原因不清），因而也是抽象的（没有物理意义的）。
上已证明，原子中能量量子化的根源是原子核，量子化是原子核自身性质。值得物理学注意的是，原子核这种性质并不孤立存在，它同时还严格地规定着所有外部世界。因而使得电子、原子、分子、物体、天体、宇宙都只能有唯一稳态位置和结构。这就是大自然最基本的内在本质规律。也就是普适方程即（20）式所揭示的规律。
那末，具体规律是什么呢？请看：
2辐射能场（存在）定理
研究表明，辐射能场准确存在可用定理表述。
〖辐射能场定理〗:任何粒子（含场粒子及天体，无例外，下同）在其周围都形成（存在）一种辐射能场，这种辐射能场可用普朗克常数?和量子数n＝0,1,2,3…准确具体描述。在微观辐射能场表现为量子化，在宏观则表现为大量粒子的简并统计结果。
3辐射能场实质
辐射能场实质系以粒子为中心，向周围空间抛射场粒子流（这里主旨中性场粒子流，对于电磁场当有别论），这种场粒子流经电子集约化就成了光子。研究也表明，任何光子包括X射线都准确如此。参见（15）式，据此不难描述任何光子的自身结构。并且可以证明任何光子的静止（如可能）质量均不为零。认为光子静止质量为零，还是量子力学根据"相对论"瞎子摸象猜测结果。
这已表明光子的真实粒子性。并可准确具体证明，所谓波动性实际上是普朗克常数与量子数相互作用的一种客观表象，任何光子都不存在任何物理意义上的波动属性。
4辐射能场形象
研究表明，辐射能场形象与点光源的光通量完全一致。对于原子核，其辐射能场可用图（3）准确表示：
图中箭头方向表示辐射能流方向，其线密度表示能流密度，n为量子数。
5辐射能场性质
研究表明，辐射能场实质系以光速抛射场粒子流（粒子上限为中微子），故，辐射能场具有排它性。原子核的辐射能场首先排斥核外所有电子，任何电子也因此未能落到核上，这是事实。所以，电子未能落到核上量子力学的任何解释都只能是自欺欺人的胡言乱语！也所以，玻尔对电子的担心完全多余。
需要指出，辐射能场这种排斥作用，通常主要表现为能量形式。相形之下排斥力效应很小，一般可忽略。这与太阳光辐射的能量效应十分明显，而太阳光的压力效应十分微小，完全相似。不过在研究宇宙膨胀时，完全不可忽略天体辐射的斥力效应。就是说，"宇宙斥力"存在。然，囿于历史和理论局限，爱因斯坦在提出宇宙斥力概念后，又不得不自我否定。
6原子核辐射能场数学表达式
大量研究表明，原子核（质子）的辐射能场数学表达式准确为：
E＝n2·h2／2mP·r2――――――――(21)
式中h为普朗克常数，n为量子数，mP为质子质量，距离为r＝0∞，需指出，辐射能场场强E具有能量量纲（这是因为使用因子h结果），其数值则为r处单位面积上的能量。
注意：该式与（64）式有必然联系，但物理意义微妙不同，且具有丰富物理内容（略）。
研究还表明，由此电子所得到的原子核辐射能场能量准确地为：
E＝n2·?2／2me·r2―――――――(22)
注意：这也就是玻尔量子化条件。
式中me为电子质量，不难看出普朗克常数h＝2π?紧密地联系着质子和电子。
已很明显，量子力学与玻尔相比，玻尔正确，量子力学谬误！
并且由（21）、（22）式不难看出，当量子数n＝0时，E＝0。需指出，这是物质结构非常状态。参见图（3），在n＝0时，原子核没有了辐射能场，原子核不再有排斥电子的能力。于是，电子必然落到核上。研究表明，这就是宇宙到达最低温度--宇宙奇点的情况。于是，原子中发生比核反应还强烈的变化，结果原子爆炸--物质爆炸--宇宙爆炸！这就是宇宙爆炸原因，由此也不难了解宇宙过去。
可悲的是，量子力学竟将量子数n＝0也定义为原子的一种稳定状态。可歌呼？可泣乎？灾难，罪过！阿们--
7辐射能场的实验验证
7.1太阳的辐射本领已足够大
目前世界公认太阳发射本领（文献[2]）为3.8×1033（尔格/秒），这相当于太阳每秒抛射出质量为m＝2×109(千克)物质。但如上可知，太阳实际发射本领远大于此。因为太阳光仅是辐射能流的一部分，这种能流粒子上限为中微子。
7.2宇宙正在膨胀
宇宙正在膨胀，表明"宇宙斥力"存在，这是宇宙中心辐射能场性质。宇宙正在膨胀恰系宇宙中心辐射能场的客观真实写照（或曰照片）。
7.3"太阳风"的存在
文献［10］介绍的"太阳风"正是本文定义的太阳辐射能场，太阳风就是太阳辐射能场的客观真实写照。该文献给出了对太阳风考察的卫星实际探测结果（文献图示略）。这可谓太阳辐射能场的真实实验验证。
7.4第四个验证是，任何原子中任何电子均未能落到核上，这是事实
不仅如此，人为方法：高能阴极射线、X射线或高能加速器也很难将电子打到原子核上。这绝非因碰撞截面太小，总会有几率。实际上正是由于原子核具有排它性的辐射能场排斥效应所致。由（22）式可见，电子得到的原子核排斥能与距离平方成反比例。在核半径处排斥能十分巨大，以致可忽略静电引力能。简单计算表明，电子必须具有200倍C(光速)才可能到达核半径处。也因此，玻尔对电子的担心完全多余！
需要指出，对此类问题，量子力学仍会故伎重演--狡辩。但经如上及以下分析论证，量子力学纯系主观臆造，对物理学实质问题全然无知，已经使得量子力学的狡辩不再有任何效力。
7.5第五个验证是人们熟悉的，然而又不熟悉的，这就是气体压力
量子力学会立即反驳说："气体压力来自分子热运动和碰撞"（文献[8]）。需指出，这种解释充其量只能算作表面化非本质解释，作为哲学或市民语言尚可，但不能作为物理学家语言。在严格物理意义上说这种解释是自欺欺人的。这种解释实际上并不清楚分子热运动的实质和根源，更不知温度对单个分子的意义是什么。量子力学（文献[8]）以公开宣称："对单个分子温度没有任何意义"。
这是因为量子力学有一剂灵丹妙药--波函数Ψ--量子力学家主观意识，就可以包治百病。温度与这灵丹妙药无任何联系，在灵丹妙药中没任何位置，所以温度没有用处。也所以量子力学结论：对于单个分子，温度没有意义。
但是，只要神经不错乱，人人都懂得，既然宏观温度是大量分子集体贡献，怎么能说单个分子没有贡献？单个分子又怎能摆脱温度环境？这与人对社会贡献完全一致，能说个人对社会的贡献没有意义吗？！
大量研究已经表明，温度概念同样也有极为丰富的物理内容。温度问题同样也贯穿全部物理世界全部内容。并对此可做如下结论：
普朗克常数h＝2π?与量子数n＝0,1,2,3…好比一对孪生兄弟，他们共同贯穿全部物理世界全部内容，并且，宏观温度T就是量子数n＝0,1,2,3…的照片。
注意，此结论在确切物理意义上正确。
研究还表明：分子热运动及分子间斥力的实际根源正在于原子（核）间排斥能场相互作用的结果。并可得以下具体结果：
PV＝∑Ei――――――――――――――――(23)
式中PV为气体压力势能，Ei为单个气体分子的辐射能场能量（推导略）。这种严格关系唯一证明分子（原子）辐射能场客观存在。此时并唯有此时辐射能场的排斥力效应也十分明显，这就是气体压力。
第五章大自然内在本质规律二
5.1大自然内在本质规律之二--潜动能客观存在
研究还表明，这种规律正确存在也可用定理表述：
5.2潜动能定理
〖潜动能定理〗：任何质量为m的物体（含场粒子及天体）当以速度V运动时，必有潜动能存在。若以符号T2表示则为：
T2＝（1/2）mV2―――――――――――（24）
可见，潜动能在数值上与物体经典动能（机械动能）相等。现将经典动能定义为显动能，并以符号T1表示之：
T1＝T2＝（1/2）mV2――――――――（25）
那么，可以定义物体运动全动能，以符号Tm表示则为：
Tm＝T1＋T2＝mV2―――――――――（26）
如果，质量m以光速C运动，其全动能必为：
Tm＝mC2＝E―――――――――――（27）
看！这就是遐迩闻名的爱因斯坦质能关系。这已表明，爱因斯坦质能关系只不过是物体（粒子）运动全动能之特例！然而，不仅爱因斯坦本人，而且后人至今都不清楚质能关系的物理意义。可（27）式中E＝mC2的物理意义是再清楚不过了！
5.3潜动能的物理意义
研究表明，潜动能普遍客观存在，实际上它是物体（粒子）运动时的伴随能量。由于潜在性，低速时或直观上人们难以发觉。只有在高速时才明显表现出来，所以人们至今尚不知晓。
研究表明，潜动能实质也是一种辐射能场，这种场粒子上限亦为中微子，对中微子目前尚不能检测，这也是人们尚未发现潜动能的直接原因。
需指出，温度为T的物体当以速度V运动时，同时存在辐射能场及潜动能能场，两种能场分别可测并须分别描述。但是，以下将完全证明原子核的辐射能场实际上就是原子核自旋潜动能。由此也证明潜动能普遍客观存在。
也所以潜动能的能量效应较其压力（即动量）效应明显，尤其当速度V＜＜C时，人们无法观测到这种动量效应。然而当物体速度接近光速（VC）时，潜动能的能量效应与动量效应均不可忽略。这时潜动能的能量效应形成爱因斯坦的质能关系事实；而其动量效应则形成"物质波"的事实。这就是"物质波"的本来面目和真实内容。
5.4潜动能的实验验证
5.1回旋加速器的验证
文献[10]介绍："电子在回旋加速器中，任何瞬间，轨道平均磁场的增量必须是轨道上磁场增量的2倍"。即：
dBave＝2dB―――――――――――――-（28）
这无疑表明本文如上全动能成立，亦即表明潜动能客观存在。
5.2电子在加速器中同步辐射光
电子在加速器中同步辐射光能正是电子运动的潜动能，并且，电子同步辐射光的波长λ为：
λ＝h·c／E――――――――――――――（29）
注意：式中能量E是电子同步辐射光能量，也就是电子的潜动能。
5.3地球的潜动能
地球有潜动能？从没听说过！有人说。
不错，但经本文由普适方程已经计算出地球确有潜动能：月球的存在给出完全的证明。因为本文对月球的计算表明，普适方程不仅适用于太阳系，而且适于地（球）--月（球）结构。并且，对月球的计算，得出两个重要结果：①由普适方程计算月球绕地（球）轨道半径与天文观测（文献［2］）的误差小于1％；②由普适方程计算得出--月球是颗裸星。这已是个奇迹，目前为止任何理论都办不到！
这种结果无疑表明：
第一，地球所得到的太阳辐射能刚好等于地球轨道动能，也刚好等于地球的潜动能。于是，地球能量处于一种动平衡中。这表明，月球绕地（球）轨道受地球潜动能严格支配，亦即受地球轨道动能严格支配，亦即受太阳能量严格支配。不仅如此，太阳以此严格支配着系内所有天体（无例外）的运行（位置、动能、尺寸、质量以及轨道曲线性质）。
第二，地球运动潜动能客观存在，在数值上准确等于地球轨道运行动能。故〖潜动能定理〗成立！
第三，"物质波"就是本文所定义的"潜动能"。
第四，普适方程无条件成立！
5.4X射线韧致辐射
周知，X射线韧致辐射最短波长λmin为：
λmin＝h·c／E－―――――――――――（30）
式中E为外加能量，在数值上等于电子显动能，也等于潜动能。需要指出的是，电子只能放出潜动能形成所谓的"波长"：λ。而电子的显动能与宏观物体的机械动能一样：只能直接作机械功，不能直接成为辐射能。量子力学对此问题"心不在肝"！
所以，（30）式的真实物理内容是：电子放出潜动能形成所谓波长：λ，这证明潜动能客观存在。可是，量子力学，还有德布罗意，把这称为"物质波"！
还要注意：由（30）式可见，韧致辐射最短波长λmin连续可变，这已完全表明电子能量连续可变。再一次证明"量子化"并非电子自身固有属性。
第六章物质波及其实质
6.1究竟物质波是什么
谈物质波问题，恰进入量子力学权威领地。作为权威，理应对此做出科学合理解释。遗憾的是虽经近百年发展量子力学仍满足于对物理现象作似是而非的猜测，量子力学的"波函数"概念正是对"物质波"现象的猜测，并强加给电子。
下面考察物质波。
德布罗意"物质波波长"表达式为：
λ＝h／p――――――――――――――――（31）
该式表示什么物理意义呢？
认真研究表明：虽然λ具有长度量纲，但并不表征任何长度物理量，只能表征粒子动量p的反比量度。之所以具有长度量纲，是因为动量p反比量度的单位取h的结果。除此之外（31）式不再有其他物理意义，或将其变化如下：
λ＝h／p＝hv／pv＝hv／mv2＝hv／Em―――（32）
式中Em＝Tm为前文定义的粒子运动"全动能"，这表明λ亦可表征粒子运动全动能的反比量度，或者说是对潜动能的一种量度。所以可结论：
6.2物质波实质
第一，"物质波"波长只能表征粒子运动时的动量效应或者潜动能，实质是潜动能的反比量度。除此之外（32）、（31）式不再有其它意义。
第二，"物质波波长"绝不表示粒子有任何物理意义上的"波动"性质！
第三，那又为何将λ定义为"波长"呢？研究表明，这还是在于量子力学的特长--富于猜想的结果：看到粒子（光子或电子）的干涉和衍射现象，联想宏观波动（水面波动）的干涉，于是猜想微观粒子（光子和电子）有一种说不清的波动性质。由此便将λ定义为"波长"。殊不知，宏观波动（水面波动）的干涉与微观粒子的干涉是完全不同的两回事。研究表明，水面波动确系水面物质波动。而粒子（光子和电子）的干涉和衍射却完全是由普朗克常数?与量子数n(一对孪生兄弟)共同（技术）表演的结果。并可严格准确具体证明:粒子（光子或电子）的干涉条件中的自然数n＝0,1,2,3…恰为量子数n＝0,1,2,3…（略）。这是因为粒子的干涉和衍射现象是粒子与（量子化了的）物质场（辐射能场）相互作用的必然结果。
并且在本文已到达的深度--准确描述场粒子自身结构深度上说，仍未发现任何粒子有任何内禀波动属性。这说明根本不存在"物质波"。而德布罗意"物质波"概念恰在于粒子运动"潜动能"的事实。所以，与其说德布罗意发现了"物质波"，毋宁说他发现了粒子运动的潜动能。
之所以人们认为粒子具有波动性，客观原因在于人们对微观粒子，例如光子，几乎完全缺乏了解。也因之，目前为止，光子的"波粒二象性"问题仍属世界公认遗难问题之一！
第七章普适方程物理意义
7.1普适方程物理意义
普适方程物理意义可用图（4）
描述如下：
图中曲线①就是普适方程①
式，这代表大自然一种普遍基本规
律--相互吸引规律。式中T为
粒子（含天体）轨道动能，V为引
力势能。动能等与势能之半，这本是
经典物理内容。
曲线③就是普适方程③式，
这代表大自然另一种普遍基本规律
--相互排斥规律。式中E为粒子
（含天体）所得到的由辐射中心来的
辐射（排斥）能。
显然，曲线①是线性的，即引
力能V随距离r呈直线变化；而
排斥能E（曲线③）是双曲线。故，
两条曲线必相交，交点为②，即普适方程②式（T＝E）。这代表大自然第三种基本规律--普遍客观存在规律--两种相反作用永恒绝对平衡规律：既可以是稳态平衡，例如原子和太阳系；又可以是动态平衡，例如银河系及宇宙的膨胀（含宇宙爆炸）。并且牛顿力学在大自然中完全好用！量子力学对牛顿力学的非议纯属癔语糊勒！
7.2普适方程注释
第一，普适方程物理意义虽很宽广，但却真实具体，并不抽象。
第二，普适方程可以直接用来计算原子结构，计算天文结构须要变换（略）。
第三，已不难看出大自然（宇宙万物）没有任何东西能够（可以）逃脱普适方程规律的支配！所以这里用了"永恒绝对普遍"规律说法，不仅物理意义，而且哲学意义准确可靠。亦不难看出人类目前为止的哲学理论错误（略）！
第四，因此不难理解：普朗克常数及量子数好比一对孪生兄弟，他们共同贯穿全部物理世界全部内容！
研究表明，这已构成物理学最基本的定律--物理学奠基定律。以致物理学不得不另辟一章：
第八章物理学奠基定律
8.1物理学奠基定律
〖物理学奠基定律〗：普朗克常数h＝2π?与量子数n＝0,1,2,3…好比一对孪生兄弟，它们同时共同贯穿全部物理世界全部内容，无例外。
8.2奠基注释
大量研究表明，这不是简单推广。该定律普遍永恒绝对全天候成立！世界上找不到脱离这种定律的东西，人类的灵魂也不例外。因此，也没有能脱离〖物理学奠基定律〗的物理学。所以这叫〖物理学奠基定律〗，名副其实也！
第九章量子力学的猜测
上述可见，量子力学对一些基本物理学问题要么似是而非，要么一无所知，俨然却夸夸其谈。甚者竟反科学之道建立了【测不准原理】，于是使得科学陷于恶性循环不解之中。这就是目前科学活生生的现实！
现总结量子力学对科学的种种似是而非的猜测：
量子力学猜测一：（目前）试验电离能＝原子真实能级
量子力学猜测二：原子结构不同壳层K,L,M,N…中电子的量子数分别为n＝0,1,2,3…
量子力学猜测三：粒子（物质）具有（一种朦胧的）波动属性
量子力学猜测四："物质波"①是轨迹波；②是几率波；③是弥撒物质波包
量子力学猜测五：费米子（电子、质子）的自旋量皆为（1/2）?
量子力学猜测六：电子具有反常磁矩属性（闭着眼睛摸大象）（以下准确计算证明）
量子力学猜测七：物质世界是测不准的，且不可能测准的，并由此建立一种反科学的理论──【测不准原理】
等等，仅举与本文有关七例。
以上及以下讨论充分证明《量子力学》完全错误，一无是处！并可对物理学做如下结论。
第十章物理学正论
10.1世界是粒子的（含场粒子及天体）。但任何粒子都不存在任何物理意义上的内禀波动属性。
10.2粒子能量是量子化的（包括天体）。但实际上根本不存在什么"量子"，即使将"量子"理解为"能量子"也不科学。（量子力学纯属虚构！）
10.3普朗克常数?及量子数n已给出并将给出全部物理世界准确信息，它们共同贯穿全部物理世界全部内容。
10.4任何粒子（含天体，电子，无例外）均不具反常磁矩内禀属性（以下给出具体计算严格证明）。
10.5物质世界是可测的，并完全可测准的，其准确程度完全取决于普朗克常数h＝2π?的准确度。
10.6电子、质子、中子都是经典粒子。附录中严格证明（这种证明本身就是物理学一种奇迹，量子力学望尘莫及）。
10.7目前为止，世界是经典的。所以，量子力学所谓超脱经典实际就是超脱科学！
以下附录是对全文的严格、具体证明。
第十一章附录：粒子及其磁矩问题
粒子物理问题，由于缺少直观经验，这给人们正确认识造成极大困难。然而量子力学的出现并没有帮助人们解决困难，反而给人们本来有限的认识能力又设置了人为的更难以逾越的障碍，这就是【测不准原理】。并把人们的认识能力禁锢在量子力学谬误之中。
目前为止的实验，已经验证粒子具有磁矩。但对粒子磁矩问题，量子力学由于缺乏了解，又为了"符合"试验，经常自觉不自觉混淆，有时偷换，普朗克常数的物理概念。这已使得量子力学对粒子磁矩问题的描述严重有诈！
以下用CGS和高斯单位制具体讨论：
11.1粒子磁矩问题的实验表达式
文献[10]中，粒子磁矩表达通式如下：
g＝nh／μ0H＝ω?／μ0H―――――――（33）
研究表明，该式可谓经验公式，因由试验而来，应当是正确表达式。
然而问题在于，量子力学对实验表达式的真实物理意义及实验的真实物理过程并不清楚。对表达式的理解也有错误，因而得出完全错误的结果和结论。
对于电子，（33）式可变为：
ge＝ωe?/μBH――――――――――――（34）
式中ge＝1.0011596被量子力学定义为电子的"反常磁矩"值，ωe为电子自旋磁矩在磁场中进动角频。并有：
μB＝γe?＝（e／2meC）?―――――――（35）
其中γe＝e／2meC――――――――――――(36)
那么有ge＝（ωe?/?H）÷γe――――――――(37)
可简为ge＝ωe/γeH―――――――――――（38）
这就是量子力学基本思路，并由此得出电子自旋磁矩错误结果。又将这种错误勇敢地推广到其它粒子和其他情况，这就错上加错。
需要指出，根据教科书概念，（36）式为电子轨道回旋比。量子力学又认为电子自旋回旋比为轨道回旋比的2倍，这是由于认为（实际是猜测）电子自旋量为（1/2）?的必然结果。也得出电子的朗德因子为2的结果，这是完全错误的（见下）。
以下讨论给出完全的证明：电子纯系经典粒子，并且其荷质比绝对均匀。
那么，对于这样的经典粒子--电子来说，不管其角动量如何变化其轨道回旋比与自旋回旋比永远相等（只要建立均匀荷质比的经典粒子模型，立即可证，略）。
考虑到量子力学错误因素在内，不影响以上及以下讨论。研究表明（38）式对电子仍然准确成立。
但量子力学错误主要表现在：
11.2量子力学所犯经典错误
量子力学所犯经典错误一：将g定义为磁矩"反常"因子。这表明量子力学缺乏了解又理论贫乏，犯指导方向错误。以下将给出g因子的真实物理意义和内容。
量子力学所犯经典错误二：认为费米子（电子、质子）的自旋量皆为（1/2）?，这是狄拉克根据量子力学计算的错误结果：实际上是与作为能量单位的?简单呼应导出结果，没有物理意义。因而是完全错误的。
量子力学所犯经典错误三：量子力学自觉不自觉混淆并滥用普朗克常数?的物理概念并偷换之，这叫偷换概念。注意，（37）式中分线上下都有?项。由（33）式可知：
nhω?＝E――――――――――――――（39）
这里?分明表示能量E的单位，这就是（37）式分线上面之?。而（37）式分线下面之?却是角动量的单位。两种完全不同的物理概念不容混淆，虽然它们的数值和量纲完全一致。
称职的物理学家在未有把握之前不会轻易消去?项。然而量子力学却毫不顾忌这么做了，那末所得结果必有诈！
量子力学所犯经典错误四：以下将证明量子力学完全不了解粒子磁矩实验的真实物理过程以及（33）、（38）式的真实物理意义。
那么，电子磁矩实验真实物理内容是什么呢？现将（34）式变化如下：
ωe＝（ge·H／?）μB――――――――――（40）
注意，式中μB为玻尔磁子，系作为磁矩的单位出现，为常数；而?则作为能量的单位出现，亦为常数；因子ge也是常数。
那么，（40）式明确表明：ωe与H成正比，而与电子真实角动量无关（注意式中无有角动量物理量）。也就是说，无论电子真实角动量是多少，（40）式中的ωe都保持不变。
或者由（38）式得：
ωe＝ge·H·γe―――――――――――（41）
式中ge及γe均为常数，该式仍然表明ωe只与H成正比，与电子真实角动量无关。并请注意，这种认识上的差异将产生完全不同的结论。
由此可结论：由于粒子磁矩进动实验结果与粒子真实角动量这种无关性（注意：与实验无关，并非理论无关），因而这种试验就不能直接测得任何粒子真实磁矩。因为完全相反，粒子真实磁矩直接与角动量紧密（理论）相关（只要建立经典粒子模型立即可证）。并且研究表明，这一结论对任何粒子都成立。
然而，量子力学却由此直接得出"电子自旋磁矩"μe：
μe＝ge·μB―――――――――――――（42）
注意：这种结果，①偷换了常数?概念；②假定电子自旋量为（1/2）?；③并不了解ge因子的真实物理意义，因而是完全错误的结果。
然而，（41）式是有功劳的，它已经揭示出粒子磁矩问题的本质规律（量子力学全然不知）。并且，这种规律的正确性可用下述Ⅳ条磁矩定理表述。
11.3粒子磁矩定理Ⅰ
〖粒子磁矩定理Ⅰ〗:任何粒子（含场粒子及天体，下同）的磁矩问题都是经典问题，不存在任何非经典问题。
显然，此定理的证明，不可能立竿以毕。但是，本文如下仍将给出完全的证明！
这定理的证明本身就已是物理学奇迹之一。这已表明量子力学完全无聊！
11.4粒子磁矩定理Ⅱ
〖粒子磁矩定理Ⅱ〗：任何磁矩进动试验都不能直接测得任何粒子的真实磁矩。但玻尔磁子除外。
其实，上述讨论已经给出定理Ⅱ的证明。这是由于实验磁矩进动角频(ω)与粒子真实角动量(L)无关，而粒子真实磁矩(μ)却与粒子真实角动量(L)紧密直接相关（不可开胶）！
然而，量子力学竟然由实验直接得出粒子的磁矩结果。那么，这种结果必不真实，严重有诈！这表明，量子力学先天不足，后天空虚，已养成寄生性和猜测性。所谓寄生旨在寄生于经典物理，经典物理已清的，量子力学也清楚，并夸其谈而娓动听；经典物理未清的，量子力学也一无所知，不得不依赖对实验进行猜测--并美其名曰"符合"试验。
11.5粒子磁矩问题理论表达式
研究表明，为了要得到粒子真实磁矩，就必须建立磁矩问题的理论表达式。量子力学对此完全无能。本文大量研究，现给出粒子磁矩问题的准确理论表达式如下：
Kφ＝ω·L／μ·H――――――――――（43）
或为讨论方便变为：
ω＝Kφ·μ·H／L――――――――――（44）
注意，这种理论表达式的正确性，可用粒子磁矩定理Ⅲ表述如下：
11.6粒子磁矩定理Ⅲ
〖粒子磁矩定理Ⅲ〗：任何粒子（同上）不管公转还是自旋（旋转轴须平行），其磁矩在磁场中进动角频ω与粒子磁矩μ成正比，与外加磁场强度H成正比，与粒子角动量L成反比。其比例为常数。
若用符号Kφ表示这个常数，那么有：
Kφ＝1.0011596――――――――――――(45)
研究表明，Kφ为物质与物质场相互作用常数，并且这是所有粒子（含天体）的共性问题，绝非任何粒子（例如电子）所特有。任何粒子，无例外，都不具反常磁矩内禀属性，以下给出完全的证明。
研究还表明，理论表达式即（43）、（44）式具有普遍意义，对所有粒子（含天体）任何情况（公转和自转）都准确适用。并都将得到与实验完全相符的结果。
这一事实完全表明：
第一，粒子磁矩问题是共性问题。
第二，粒子磁矩问题确系经典问题。这表明〖粒子磁矩定理Ⅰ〗成立（以下还将证明）。
11.7电子及其磁矩
作为物理学者，在将（34）式变为（38）式时不应忘记两件事：
11.7.1物理学者不应忘记第一件事
第一件事：由于混淆并（偷）更换常数?物理概念的结果，使得（38）式具有了完全特殊的意义。在于，（38）式却反映且唯能反映电子基态轨道磁矩真实情况。这是由于唯基态电子轨道运动角动量为?，也方可与作为能量单位的?相消。这么做的结果，使得磁矩实验只能直接测得电子基态轨道运动真实磁矩，且在数值上等于玻尔磁子μB：
μB＝ωe·?/ge·H――――――――――（46）
需指出，这是所有磁矩进动试验所能测得的唯一真实磁矩。除此之外任何粒子任何情况（公转和自转）的真实磁矩都不可能由磁矩进动实验直接得出（只要建立经典模型立即可证）！
（46）式也可由（34）式直接导出，但物理意义完全不同：在（34）式中，μB系作为磁矩的单位出现，为常数，?则作为能量的单位出现；而（46）式中μB则是电子基态轨道真实磁矩，而?为电子基态轨道运动真实角动量。
11.7.2电子快报
电子快报：
研究表明，（46）式又有引伸的重要物理意义（可谓物理学今古奇观）：在于由电子自旋的实验竟然得出电子轨道运动的真实磁矩μB；反而无论如何也不能直接测得电子的自旋真实磁矩。就是说，将电子自旋试验参数（自旋进动角频ωe、自旋试验场强H、自旋因子ge）代入（46）式，居然得出电子基态轨道运动真实磁矩μB！并且计算也表明，对其它轨道磁矩（38）式也适用。这便是值得物理学家注意的"电子快报"！于是有：
11.7.3电子磁矩问题的表达通式
因此，可以构造电子磁矩问题的表达通式：
μe＝ωe·Le／ge·H――――――――（47）
式中μe既表示电子的自旋磁矩，也表示轨道磁矩，Le则为对应的角动量。
11.7.4电子磁矩问题表达通式的应用
例一：用电子磁矩表达通式即（47）式求解电子轨道角动量为L2＝2?时的轨道磁矩μ2
解：将L2＝2?代入（47）式有：
μ2＝ωeLe／geH＝ωeL2／geH＝ωe·2?／geH＝2（ωe?／geH）
＝2μB（正确）
研究表明，对电子自旋（47）式当然成立，因为（34）～（38）式是系由自旋试验而来。只要将电子自旋真实角动量代入（47）式便得电子自旋真实磁矩（以下给出结果）。
11.7.5庄严事实
庄严事实：
由电子自旋试验得到的结果即（38）式，却完全适用于电子任何情况（包括自旋各种状态，也包括轨道公转各种情况）。这已充分证明〖粒子磁矩定理Ⅲ〗成立，同时证明〖粒子磁矩定理Ⅰ〗也成立。如果电子不是经典粒子，（47）式绝不会成立。
11.7.6一条真理
一条真理：
上述庄严事实展示一条真理，即下式成立：
ω自／ω公＝ωe／ωB1――――――（48）
式中用ω自表示电子自旋磁矩进动角频，亦即ωe；而ω公表示电子轨道磁矩进动角频，亦即ωB。研究表明这是〖粒子磁矩定理Ⅲ〗及〖粒子磁矩定理Ⅰ〗的必然结果！以下还将对(48)式进一步证明。
这种结果，唯一表明电子纯系经典粒子，因为只有经典的荷电粒子模型（并且荷质比均匀）才有（48）式结果（只要建立经典模型立即可证，略）。
11.7.7量子力学错误结果
然而，量子力学却得出与（48）式相悖的错误结果：
ωe／ωB＝μe／μB＝ge＝1.0011596―――（49）
显然，量子力学完全不知常数ge的真实物理意义。更不知：〖粒子磁矩定理Ⅱ〗已无余地地指出，任何磁矩进动试验都不可能直接测得任何粒子的真实磁矩！然而，量子力学却直接得出（42）、（49）式结果。所以这种结果必不真实，严重有诈！也显然，这种结果纯系根据实验比值瞎子摸象。又美其名曰"符合"试验，多荒唐！
11.7.8物理学者不应忘记第二件事--荷质比均匀问题
第二件事：电子（作为粒子）自身内部结构各点微荷质比是否均匀？如果微荷质比均匀，则（34）～（38）式均成立，反之都不成立。
这问题，只要建立经典模型立即可证（略）。同样可证明，如果粒子内部微荷质比不均匀对轨道公转磁矩影响甚微，可忽略；但对自旋磁矩影响显著，不可忽视（研究表明质子和中子正是这种情况）。然而，量子力学一律忽视！
以下对荷质比作定量讨论，需要定义。
微荷质比的定义：将粒子内部结构各点的真实荷质比定义为微荷质比，用符号q／m表之。
那么，如果粒子自身内部结构各点微荷质比点点相同，即：
q／m＝常数―――――――――――（50）
则被定义为：粒子自身内部结构荷质比均匀。
否则谓荷质比不均匀。
显然，此类问题量子力学显得力所不及。但值得庆幸的是，对电子来说大量研究表明（50）式准确成立。也正因如此，才允许（否则不允许）进行（35）～（38）式变换，才有（48）式结果。否则（48）式不会成立，也不会有（47）是正确结果。
此外，本文应用普适方程已准确推出电子自身内部结构（繁琐，略），这种结构也准确表明电子内部结构各点微荷质比点点相同。且有：
q／m＝常数＝e／me―――――――（51）
那么，以下〖粒子磁矩定理Ⅳ〗给（48）式以严格证明。
11.8粒子磁矩定理Ⅳ
〖粒子磁矩定理Ⅳ〗：任何粒子（同上）只要是经典的，如果（50）式成立，不管公转还是自旋下式总成立：
ω1/ω2＝q1／m1÷q2／m2－―――――（52）
式中q1／m1、q2／m2分别表示两种情况下的粒子平均荷质比；ω1、ω2分别表示两种情况下磁矩进动角频；下表"1"、"2"表示两种情况：其中包括两种粒子情况m1、m2，或者两种电荷q1、q2情况，或者表示同一粒子两种试验条件，或者表示自转与公转两种情况。
这表明（52）式的广泛适应性。它也表明粒子磁矩问题的共性，同时也表明离子磁矩问题的经典性。
只要建立经典模型，〖粒子磁矩定理Ⅳ〗立即可证（略）。需指出，〖粒子磁矩定理Ⅳ〗既可由理论表达式推导证明（略），也可由实验表达式推导（略）。
那么，将（52）式应用于电子的自旋与公转两种情况，则有：
ω1／ω2＝ω自／ω公＝ωe／ωB
＝q1／m1÷q2／m2――――――（53）
式中下标"1"表示电子自旋情况，下标"2"表示电子公转情况。于是：
q1／m1q2／m2e／me
那么有：ω自／ω公ωe／ωB1―――――――（54）
这表明（48）式成立，亦即表明电子自身内部荷质比均匀。
这再一次证明了电子问题的经典性质。如果电子不是经典粒子（54）式绝不成立。
至此，上述四条磁矩定理严格证毕。
那么，这就在事实上彻底打破了《量子力学》关于电子理论问题的神话--鬼话。
并且至此，已完全、充分、确切地证明了量子力学纯系伪科学（非任何偏见）。在哲学及物理学意义上说，此结论都严格准确。
11.9粒子磁矩理论表达式的应用
11.9.1用理论表达式计算电子轨道磁矩
例二，应用粒子磁矩理论表达式即（43）式求解电子基态轨道运动角动量为L1＝?时的轨道磁矩μB
解：由（43）及（54）式得
Kφ＝ωBL1／μBH＝ωe?/μBH――――（55）
那么μB＝ωe?/KφH―――――――――――（56）
式中Kφ＝ge（数值相等但物理意义不同）。显然，该式与（46）式等价。所以（56）式结果正确。这表明本文磁矩理论表达式正确成立。
也显然，对于其它轨道磁矩理论表达式都成立（略）。
那么，（55）式是一个很有用的式子，他好比粒子磁矩问题杠杆，由它可导出所有粒子所有情况（公转和自传）的真实磁矩。
11.9.2用理论表达式计算电子自旋真实磁矩
例三，用粒子磁矩理论表达式求解电子自旋真实磁矩:μe
解：将磁矩理论表达式用于电子自旋则有
Kφ＝ωeLe/μeH―――――――――――（57）
联立（55）、（57）二式则有
μe＝（ωeLe／ωB?）μB――――――（58）
由〖粒子磁矩定理Ⅳ〗及（48）式知：ωe＝ωB，故有：
μe＝（Le／?）μB―――――――――――（59）
只要将电子真实自旋角动量：Le
Le＝(1/401.16764)?―――――――――（60）
（这是本文大量研究结果，推导繁琐，略）代入（59）式便得电子自旋真实磁矩：μe
μe＝(1/401.16764)μB――――――――（61）
可有人不敢相信这(61)式结果。但是，（59）式必正确！
那么，为何量子力学猜测电子自旋量为（1/2）?，又能与实验"相符"呢？这是由于磁矩实验表达式即（34）～（38）式与电子真实角动量无关，不管电子真实角动量是多少，（34）与（38）二式总自洽成立。因此，量子力学诡称符合实验，实属欺诈！
下面考察质子。
11.10质子及其真实磁矩
考察质子磁矩立刻出现困难：却乏质子有关数据。
11.10.1质子结构数据
不过不要紧，本文大量研究已经给出质子自身结构准确描述，并在几方面都与实验完全相符。这种描述给出如下两个重要结果：
第一，质子自旋真实角动量以LP表示,则为：
LP＝h＝2π?＝6.6260755×10－27(尔格妙)―――（62）
第二，质子自旋理论半径以rP表示，则为：
rP＝1.324100×10－13（cm）――――――（63）
这两项结果推导繁琐，但以下仍将给出出其不意令人叹为观止的证明。
仿照电子，对质子做如下计算：
EP＝n2LP2/2mPrP2＝n2h2/2mPrP2―――（64）
式中mP为质子质量，n为量子数。将（63）、（62）式代入得：
EP＝n2×7.5163935×10－4（尔格）――――（65）
注意：式中数字恰为质子自旋动能，现以符号TP1表示：
TP1＝（1/2）mP·C2
＝7.5163935×10－4（尔格）――――――（66）
那么，据潜动能定理，质子必有潜动能，以TP2表示：
TP2＝TP1＝（1/2）mP·C2
＝7.5163935×10－4(尔格)―――（67）
那么，质子必有全动能以EPm表示：
EPm＝TP1＋TP2＝mP·C2
＝1.5032787×10－3（尔格）―――――（68）
这就是闻名遐迩的爱因斯坦"质能关系"式：
E＝mC2――――――――――――――――（69）
这表明质子自旋速度恰为光速C，那么质子自旋角动量若以符号LP表示必为：
LP＝mP·C·rP＝6.6260755×10－27(尔格妙)
＝h＝2π?―――――――――――――（70）
如上计算表明，（63）、（62）二式必需同时成立。如果LP、rP中一项不成立，则上述计算都不成立。这可谓对质子结构数据初步证明，以下还将证明。
11.10.2质子世界
注意，（64）式有着极为丰富的物理内容。现将其变化如下
E＝n2h2/2mPr2――――――――――――（71）
这就是质子辐射能场准确数学表达式，式中r＝rP∞为距离，E的量纲为能量，但其数值为在r处单位面积上的能量，即能场强度。当距离从∞收缩至rP时，能量E恰为EP即（65）式，且此时质能关系式E＝mC2成立。这说明质子活动（自旋）范围为rP（自旋半径），亦即（63）式成立。
上述可见，质子世界的（作用）范围为r＝0∞。其中0rP为质子内部结构世界，而rP∞为质子（或原子核）的外部作用世界。
11.10.3量子化的根源
注意，（64）式及（71）式能量都是量子化的，并且，这就是世界量子化的真实根源！这是质子（原子核）的内禀属性。也并且，原子核（质子）以此严格规定并支配着所有外部世界：核外所有电子、原子、分子、晶体、固体、液体、气体、天体、宇宙的结构和性质，以及宇宙的历程。这些也都是大自然内在本质规律。
11.10.4质子与普适常数
根据经典物理，现将质子电荷库仑自举能用Epe表示，则：
Epe＝e2/2rP＝8.7296129×10－7（尔格）―――（72）
那么有：
EPm／Epe＝1722.0451＝Φ―――――――（73）
这也就是正文中的普适常数Φ之值，参见（15）式。式中EPm为质子全动能，即（68）式。可见，普适常数Φ还严格规定着质子。
注意：（15）式与（73）式是完全不同的计算，然而竟得出完全相同的结果，即普适常数Φ之值。这种令人叹为观止的结果，已完全表明本文对质子的计算无误。以上质子数据都成立。
11.10.5质子与反常磁矩
作如下计算：
（TP1＋TP2）／TP1＝1.0011614――――――（74）
这就是试验测得的"反常磁矩值"。注意文献［10］介绍："试验测得电子反常磁矩值为1.0011609(±0.0000024)"。
再做如下计算：
1＋1÷（Φ/2）＝1＋2/Φ＝1.0011614―――（75）
这就是普适常数Φ与反常磁矩的关系。
上述计算已经表明：
第一，谓反常磁矩值并非为电子所特有，而是物质间相互作用常数，为任何粒子（包括天体）所共有。
第二，本文关于质子结构数据的计算准确无误。
11.10.6质子的真实磁矩
有了上述准备，现在继续考察质子磁矩。但又出现困难：质子内部结构微荷质比是否均匀？不过不要紧：可以先假定其荷质比均匀，然后在研究处理。
那么，如果质子荷质比均匀，亦即假定（50）式对质子成立，就可将〖粒子磁矩定理Ⅳ〗应用于质子和电子两种粒子。必有：
ω1／ω2＝ωe／ωP＝q1／m1÷q2／m2＝e／me÷e／mP
＝mP／me―――――――――――（76）
式中用下标"1"表示电子，下标"2"表示质子，所以有：
ωe／ωP＝mP／me―――――――――――（77）
该式右端为质子与电子的质量之比，为：
mP／me＝1836.1528―――――――――――（78）
而（77）式左端，实验（文献[12]）已经测得：
ωe/ωP＝658.210688―――――――――（79）
然而，量子力学（文献［12］）错误地推荐此值为：
ωe／ωP＝μe／μP＝658.210688―――――（80）
显然，这是错误结果：第一因为，上述〖粒子磁矩定理Ⅱ〗已无余地地指出，任何磁矩进动实验都不可能直接测得任何粒子的真实磁矩；第二因为，试验实际测得的数据是ω而不μ，
这表明（79）式正确无误，而（80）式错误。
回头再看，（77）式并不成立！究其原因恰在于：假设不合理。原来质子自身结构荷质比并不均匀！然而，不均匀程度如何？需作如下计算：
mP／me÷ωe/ωP＝1836.1528/658.201688
＝2.7896125――――（81）
注意：这就是质子内部结构荷质比不均匀程度。因为如果荷质比均匀，（77）式必成立（据磁矩定理Ⅳ）！而事实不成立，恰在于质子的荷质比不均匀（唯一原因）。故，（81）式准确表征质子荷质比不均匀程度。
若以符号gP表示质子荷质比不均匀因子（即不均程度），则有：
gP＝mP／me÷ωe/ωP＝2.7896125――――（82）
大量研究表明，此种关系对任何粒子都准确成立。
于是粒子荷质比不均因子（以符号g表示）的表达通式为：
g＝m／me÷ωe/ω―――――――――――（83）
显然，这里的荷质不均因子与教科书中（文献［4］）朗德因子数值相近，但物理意义完全不同。若以符号g''''表示朗德因子，则有：
Kφ＝g''''／g＝1.0011596――――――――（84）
研究表明，（84）式对所有粒子都准确成立。那么，对质子则有：
Kφ＝gP''''/gP＝2.79284386/2.7896125
＝1.0011596――――――（85）
看！质子也有了"反常磁矩值"：1.0011596。这种计算，再次打破了量子力学关于电子的神话--鬼话。
所以研究表明，Kφ＝1.0011596为物质与物质场相互作用常数（参见〖粒子磁矩定理Ⅲ〗），为任何粒子（包括天体）所共有。并不为电子所特有，因而不能表征磁矩"反常"。
那么，将磁矩理论表达式，即（43）式用于质子：
Kφ＝ωP·LP/μP·H―――――――――（86）
联立（55）、（86）二式有：
μP＝（ωP·LP／ωe·?）μB―――――――（87）
将（70）、（79）二式代入得；
μP＝(2π／658.210688)μB
＝8.8528430×10－23（尔格／高斯）―――（88）
这就是质子自旋真实磁矩！这是质子磁矩的第一种算法。用这种算法可以算得任何粒子的真实磁矩，下面介绍另种算法。
11.11粒子磁矩另一种算法
大量研究，下面给出粒子磁矩另种算法表达通式：
μ＝g·γ·L――――――――――――――（89）
研究表明，该式对所有粒子的磁矩都准确适用。虽然教科书中也有一模一样的公式，但物理意义大相径庭！
这里，L为粒子真实角动量；γ为所谓的回旋比，但对荷质比不均匀的粒子，γ已不再能表征真实回旋比，而只能表征平均荷质比概念；g则为荷质比不均因子，它表征粒子内部荷质比不均匀程度，为无量纲常数，可由实验测定，也可理论推导。并且有：
gg''''/Kφ―――――――――――――――（90）
式中g''''为教科书中的"朗德因子"。研究表明（89）、（90）二式对任何粒子（含天体），不管公转还是自转都严格成立。
11.11.1电子磁矩另一种算法
对于电子，（90）式变为：
ge＝ge''''/Kφ＝1.0011596/1.00115961―――（91）
这里，电子的ge1，表征电子内部结构各点荷质比绝对均匀。并再次证明电子确系经典粒子。那么，以上所有计算均有效！
11.11.2用另种算法计算电子轨道磁矩
例四，用（89）式求解电子轨道角动量为L3＝3?时的轨道磁矩μ3
解：对于电子，ge1，γe＝e／（2meC），并将L3＝3?代入（89）式有
μ3＝（e／2meC）×3?＝3μB(正确)
11.11.3用另种算法计算电子自旋磁矩
例五，用（89）式求解电子自旋磁矩:μe
解:对于电子,ge1，γe＝e／（2meC），代入（89）式得
μe＝（e／2meC）Le＝（Le／?）μB―――（92）
此结果与（59）式全同，正确。
11.11.4质子和中子磁矩的另种算法略……
11.12结语
综上述可见：
第一，Ⅳ条〖磁矩定理〗完全是经典的。
第二，电子、质子、中子完全遵从Ⅳ条〖磁矩定理〗，这已无可辩驳地证明：电子、质子、中子完全是经典粒子。《量子力学》纯属主观臆造！
第三，本文《物理学正论》成立。
参考文献
[1]理论物理《量子力学》-----------吴大猷著（台湾）
[2]《物理量和天体物理量》-----------艾伦著（英）
[3]《关于氦原子的计算》-----------黄崇圣著（成都科技大学学报1980.6）
[4]《原子物理学》----------------诸圣麟著
[5]《氦原子光谱，兼谈原子结构》-----朱正拥著（铁岭师专学报1986.4）
[6]《18个元素的原子结构计算》------张奎元著（铁岭卫校校刊1988.1）
[7]《36个元素的原子结构计算》------陶宝元著（铁岭教育学院院刊1989.1-2）
[8]《物理学》(教材)---------------复旦大学编
[9]《电动力学》------------------郭硕鸿著
[10]《物理大辞典》-----------------台湾版
量子力学概念总结范文3
关键词：课程改革；创新精神；创新能力；原子物理学
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）03-0103-02
原子物理学在材料物理专业学生基础课程的教学中占有十分重要的地位。它不仅是经典物理和微观物理（量子力学、粒子物理和核物理）连接的纽带与桥梁，更是现代高新尖端技术（光谱学、激光、磁共振等）应用的基础。原子物理学是于20世纪初开始形成的一门分支学科，它主要研究物质结构的其中一个层次，具体介于分子和原子核之间，其主要内容是原子光谱和原子结构。原子物理学是近代物理学的重要组成部分，如何对原子物理学课程教学进行现代化改革，提高该课程的教学质量的同时使之更好地培养学生的创新精神和能力已经成为当前材料物理专业课程教学改革研究中的一个热点。
一、原子物理学课程现代化改革的背景
目前高等院校的教师讲授在原子物理学这门专业课时，选用的教材大多都是褚圣麟或杨福家先生编写的《原子物理学》，其中有些院校已将原子物理学更名为近代物理学，这样改革的目的是为了实现该门课程的现代化，使其不局限在传统意义的原子物理学课程上。面对该课程的教学现状和其特殊地位，如何结合近代物理学的发展，发挥该课程的教育功能，培养学生的创新精神和能力，对原子物理学课程改革的呼声越来越高。目前我校也逐步将原有的原子物理学课程进行了现代化改革，做了一些有益的探讨和实践。
二、整合知识体系，实现原子物理学课程教学内容的现代化，培养学生的创新精神
传统的原子物理学教科书大多按照历史发展的时间顺序，即按照人类认识原子世界的具体过程，从“光谱”这一概念入手组织教学。这种教学的特点是以光谱实验事实为主线，以玻尔的旧量子论为重点，用半经典半量子论的方法讲授课程。但是对于这样的教学内容和教学安排，学生并不容易掌握，而且让学生花费大量的时间掌握这些不易理解最终又要被量子论修正的理论，看起来确实是没有必要的。因此传统的教学内容有些陈旧并且不易理解，也不能及时反映现代物理理论和科学技术发展的最新水平，因此必须用新观点和新思想重新组织教学内容，以全新的角度构建这门课程的知识体系。在材料物理专业学生原子物理学的教学中，可直接用量子力学的理论研究原子结构及其运动变化规律。原子中电子的运动都遵循着量子力学的理论，而传统教学中以学生不好理解的旧量子论为基础，再用量子力学修正的做法并不符合学生的认知规律。因此可以直接用量子力学的理论来研究原子结构及其规律[1]，而将旧量子论仅仅作为一种铺垫。实际教学中，可以先简明扼要地介绍旧量子论的核心内容，而不必过多讲授轨道的概念。可以删除椭圆轨道理论和碱金属原子的原子实极化和轨道贯穿等内容。这样就实现了原子物理学课程知识体系现代化的第一步，用最新的量子力学理论成果讲述原子中电子的行为。量子力学理论是从特有的波函数、哈密顿算符以及薛定谔方程等形式化的理论，以高度浓缩的数学形式借鉴了各学科的研究成果，从而形成了一套独特的理论体系。实际讲授中可以薛定谔方程为主线，由薛定谔方程引入微观粒子的波函数，建立二阶偏微分方程，从而定量描述微观粒子客体的运动规律。一方面，根据不同的势能表达，建立各种原子的薛定谔方程并求解，向学生阐述这些解的物理意义，并与实验事实相对照，从而加深学生对原子结构的认识，进而把握原子内部结构的变化规律。另一方面，要突出德布罗意物质波的统计解释。传统教学内容总是先从经典物理学的角度和观点看“粒子”和“波”这两个概念，指出二者之间的相互排斥性，然后再引出微观粒子的波粒二象性，并强调波粒二象性是微观粒子客体区别于宏观客体的一种属性。这种讲法常常会使学生产生困惑，觉得微观客体很不可思议，超过了他们的认知和理解范围。因此在讲授时可以直接给出对德布罗意波的正确解释，阐明微观粒子的波动性并非指粒子和波一样弥漫到整个空间，它本质上是粒子位置分布的一种概率波。为了更好实现教学内容的现代化，还应当在教学中穿插关于物理学前沿知识的专题，介绍近代物理学中和原子物理相关的最新发展和高新技术。在讲授某些概念和原理时，可适当介绍最新应用成果和科技前沿。例如在讲授原子的能级和激发时，可以详细介绍激光产生的原理、特性以及应用等；在讲到隧道效应时，可以介绍扫描隧道显微镜的原理及其发展；在讲授X射线的吸收和透射时，可以介绍在医学诊断和治疗中具有广泛应用的CT技术。增设这些前沿内容，一方面是为了加强理论知识与实际的联系，使内容变得生动，提高学生的学习兴趣，另一方面可以让学生体会到当今科学与技术、生活的高度融合，开扩他们的视野，激发他们的创新热情。原子物理学的发展伴随了20世纪物理学的发展，并且随着新的实验发现、新模型新理论的建立而不断深入[2]。从历史上看，原子物理学的每次重大突破，都经历着非常复杂曲折的过程，同时闪耀着物理学家创新精神的光芒。在课堂教学中，教师可以结合现代化的教学内容，抓住典型的历史案例进行教学，让学生了解到科学探究过程的艰辛，体会创新精神的可贵性，并学习科学家们为了探求客观世界真理不畏艰辛、执着追求的科学品质和创新精神。
三、实现教学方法的现代化，突出学生的主观能动性，培养学生的创新能力
教师教学的主要任务是传授知识同时引导学生入门，为了更好地突出学生的主观能动性和培养学生的创新能力，教师有必要改进原有的教学方法。除了教师讲授、学生听讲的传统教学方式外，还必须引入更加现代化的教学方式进行有益的补充[3，4]。在原子物理学课程的教学中，近代物理实验应当占有举足轻重的地位，很多重要的理论和结论都是由实验直接引出的。因此要特别重视近代物理实验，课堂教学时可以结合近代物理实验，如夫兰克―赫兹实验、塞曼效应等。在实验演示中，可以增强学生对微观世界的认识，为他们提供更好的认识微观世界的途径。同时，在现有的实验条件允许时，可以让学生先动手做实验，然后针对实验结果进行分析，总结规律，从理论上给予解释，从而加深学生对书本知识的认识和理解。在此过程中，可以给学生创造机会重现当年物理学家们探究的过程，让学生能够亲身参与科学实验与探究的过程，从而培养学生的创新思维能力。另外可以指导学生撰写与课程相关的小论文，帮助培养学生的创新能力。学生撰写的小论文，作为平时成绩的一部分，计入学生的总评成绩。论文的题目可以围绕原子物理学的基本规律和应用，由学生自己选题、搜索资料并独立撰写。不仅可以激发学生的主观能动性，拓宽他们的知识面，还可以培养学生独立思考、勇于创新的品质。在这种教学过程中，可以充分体现教师引导、学生为主体的教学理念和方法，加强学生在专业课程学习中的主观能动性，同时有意识地培养他们的创新能力。
四、实现教学手段的现代化，为学生创新精神和能力的培养创造情境条件
原子物理学课程的内容包含的信息量较大，尤其是需要运用深奥的数学公式处理问题，因此计算量大，而且物理图像也比较抽象，学生往往受此困扰对该课程的学习产生畏难情绪。如果学生有畏难情绪，那么会缺乏学习的主观能动性，这对学生的学习、创新精神和能力的培养都是非常不利的。为了解决这一问题，可以利用现代化的教学手段，编辑图文、声音、视频并茂的多媒体辅助课件，使抽象的物理过程和物理图像能够形象化[5]，并且可以通过交互式的教学方法，增进师生之间的互动与交流。制作电子教案，采用多媒体手段辅助课堂教学，可以在教师讲授时创造相关物理情境，让学生可以畅游在物理学的海洋中，从中汲取有益的信息。例如在讲到卢瑟福散射实验时可以介绍散射技术的背景和仪器设备；介绍隧道扫描显微镜，可以用多媒体课件展示最早的排列原子的“IBM”图片。通过这种直观的展示，能够让学生在课堂随时感受科学的魅力，增强他们学习的兴趣，也增强他们对创新的渴望和动力。另外可以建立课程的教学网站，作为对课堂教学的补充，在课堂之外提供给学生更多和更生动的学习资源[6]，同时可以增设留言板，进一步加强师生之间的互动和交流。在这些现代化的教学辅助手段下，学生有机会接触更多的知识，更多地思考与课程相关的内容，为学生创新精神和能力的培养创造客观条件。
原子物理学是20世纪物理学中最重要的组成部分之一，它的发展是众多物理学家的思想结晶，其中包含着十分丰富的物理文化内涵。任课教师在传授知识的同时，应充分开发原子物理学作为一门专业基础课程对学生的教育功能，通过课程教学内容、教学方法、教学手段的现代化更好地培养材料物理专业学生的创新精神和创新能力。
参考文献：
[1]杨福家.原子物理学[M].北京：高等教育出版社，2000.
[2]申先甲.谈谈物理学史在素质教育中的作用[J].大学物理，2000，（11）：36-40.
[3]高政详.原子物理学教学改革的几点探索[J].大学物理，2001，（4）：34-37.
[4]郭振华.原子物理学课程的教学改革与实践[J].物理教育，2002，（9）：613-618.
量子力学概念总结范文4
关键词：玻尔理论；能级；跃迁；光谱
中图分类号：G633.7
文献标识码：A
文章编号：1003-6148(2008)1(S)-0014-3
1 “能级”的来历――玻尔理论
19世纪，人们已经知道物质是由原子组成。1911年E.卢瑟福提出原子核式模型，这一模型与经典物理理论之间存在着尖锐矛盾。按照经典物理理论会得出原子将不断辐射能量而不可能稳定存在的结论；原子发射连续谱，而不是实际上的离散谱线。玻尔着眼于原子的稳定性，吸取了M.普朗克、A.爱因斯坦的量子概念，于1913年考虑氢原子中电子圆形轨道运动，提出原子结构的玻尔理论。
1.1 玻尔的假设
理论的两条基本假设是：①定态假设：原子系统中存在具有确定能量的定态，原子处于定态时，电子绕核运动不辐射也不吸收能量。原子的定态可通过经典力学和角动量量子化条件得出。②跃迁假设：原子系统从一个定态过渡到另一个定态，伴随着光辐射量子的发射和吸收。
1.2 玻尔理论对氢原子光谱的解释
玻尔由基本假设出发，计算出氢原子的轨道半径和能量公式如下：
氢原子的轨道半径为
可见，氢原子的轨道半径和能量都不是连续的，即是量子化的。
把这种量子化的能量值称为原子能级（简称能级）。当氢原子由一个能级跃迁到另一能级时，就产生一条谱线。玻尔的计算结果与实验数据符合的很好。
1.3 玻尔理论的成功及局限性
玻尔理论对氢原子光谱的解释获得了很大的成功，在原子理论和量子力学的发展过程中起到了很大的作用。然而，玻尔只考虑了电子绕原子核的运动，实际上分子、原子、电子、原子核的运动是相当复杂的。所以玻尔理论对复杂的碱金属光谱就难以解释，对谱线的强度、色散现象、偏振等问题更无法处理。直到1926年，薛定谔等人建立了量子力学，人们才对微观粒子的运动规律有了更全面、深刻的认识。
2 教材对玻尔理论内容的处理
本章“量子论初步”分五节。第一、二节介绍光的波粒二象性，初步接触量子化、二象性、概率波等概念，第三节介绍能级概念，第四节介绍物质波的概念，第五节介绍不确定关系。
第三节“能级”分以下几部分讲述：
①引入：简述有核模型与经典物理理论之间的矛盾，玻尔理论提出的科学历史背景；
②玻尔理论的内容介绍和评判：介绍轨道量子化的概念和定态假设的内容，分析玻尔理论的成功和局限性；
③能级：提出能级、基态、激发态、电离的概念；
④光子的发射和吸收：讲述玻尔理论跃迁假设的内容，介绍能级图以及跃迁公式；
⑤“原子光谱”部分：介绍氢原子光谱，分析玻尔理论对氢原子光谱的解释。
3 教学中对教材的利用和改进
我认为在教学中应把教材中那些过时的，远离学生实际的材料、知识舍弃。对教材中主干知识和体现物理方法的内容，针对重点、难点，结合学生实际，结合物理学、科技的新发展花大力气进行拓展延伸。使学生能熟练地理解、掌握这些基本概念，基本规律和方法。对于非主干知识的拓展，只限于科普式的介绍一些最新的、正确的观点、材料，只要求学生知道是什么，不要求知道为什么，更不用介绍技术和操作的细节，起到扩大学生知识面和视野的作用即可。特别是在这个信息时代，应让学生用有限的时间和精力去高效的学习正确、有用的知识，而不是探索、重复前人的错误。应该吸收其优秀成果，走捷径去继承并加以发展。
3.1 关于“量子”
本节课整篇围绕“量子化”展开，可在全文却没有给出“量子”的概念或解释。“量子”一词来源于拉丁文，原意是“分立的部分”或“数量”。所谓量子或量子化，本质是不连续性。在宏观领域中，这种量子化（或不连续性）相对宏观尺度极微小，完全可以忽略不计。我认为，在接触玻尔理论之前搞清楚“量子”含义，对本节内容的理解有很大帮助。
3.2 引入部分
教材指出，根据卢瑟福原子模型和经典电磁理论推出原子应当不稳定和辐射电磁波的频率是连续的这一结论与实验事实相矛盾。可以让学生体会到，正是这个矛盾，推动了能量量子化理论的提出，促进了量子力学的建立和发展，从而达到对学生进行辩证唯物论、认识论和方法论的教育目的。教学中可让学生阅读自主学习。
3.3 玻尔理论的内容介绍和评判部分
教材中将玻尔的“定态假说”称为“原子结构假说”。按照经典电磁理论，原子应是不稳定的，但实际情况不是这样，这一点，教材并未强调，原因是学生过去并没有“做加速运动的带电粒子要辐射能量”这样的认识。相应地，教材也没有提到玻尔理论中“定态”这个概念。讲到轨道量子化的时候，教材重点描述了“量子化”，有意淡化了“轨道”，没有采用过去教材中常用的以同心圆代表氢原子轨道的插图。这样做，避免了强化轨道的图景。为了使学生更深刻理解玻尔理论的这部分内容，我让学生总结，这些假设解决了经典电磁理论和卢瑟福原子模型的哪些矛盾？学生在逐条对比中加深认识。
然而在下面的类比分析中，教材还是用了地球和人造卫星这个例子。它确实可以帮助学生理解原子状态的不连续性，但也更容易使学生产生电子做匀速圆周运动的错误认识，也在无形中强化了“轨道”的概念。所以在教学中有必要对学生解释，经典的理论在这里已经不再适用，其实氢原子中的电子是没有轨道的，电子在原子中运动的“轨道”这样的说法，表达的只是一种可能性。
3.4 “能级”和“光子的发射和吸收”部分
主要讲解玻尔理论中“跃迁假设”的内容。教材突出了最有积极意义的能量量子化的观点，舍去了能级公式的推导和计算，直接给出了氢原子的能级图和一些可能的能量值，可能的跃迁方式。这样做就是为了提高学生的学习效率，体现课改和素质教育的精神。在一些习题中还会看到关于能级公式的计算，我认为应该大胆舍弃。高考考察的重点是能级跃迁的规律，这部分内容应当做适当的拓展。
原子跃迁是一个比较难理解的知识点。在教学中，我先讲授了跃迁的概念及跃迁公式hν=Em-En，让学生阅读教材，然后请他们例举生活中与原子跃迁相似的事件，交流他们对此知识点的理解。学生举出了非常好的例子：能级就好比台阶，原子跃迁就好比一个人在跳台阶。人可以从上跳到下，也可以从下跳到上，可以跳一级，也可以跳多级，但是不可能跳到某两级之间。向上跳相当于原子由低能级向高能级跃迁，跳的台阶越多，需要的能量就越大，如果上跳时具有的能量在到达二级与三级之间，他就无法到达第三级台阶而是落在第二阶上。这样一个类比，形象生动地描述了原子跃迁的过程，很容易突破了难点。但它也有一个缺点，生活中的台阶大多是高度一致的，而能级图中每两个能级的差是逐级递减的。目前还没找到更合适的例子，我就让学生记住这个区别。
3.5 “原子光谱”部分
玻尔理论的一个重要贡献就是正确解释了氢原子光谱。教材中“原子光谱”这部分内容也可以看成是玻尔理论的应用。可以围绕几个问题展开：
①能量量子化的观点怎样解释原子光谱是线状光谱？
②为什么各元素的原子光谱不同？
③为什么可以用光谱分析确定样品中有哪些元素？
④光谱分析有什么优越性？光谱分析在现代科学，如地质、冶金、石油、生物医学、地球化学、材料和环境科学等各个领域内获得了广泛应用。可向学生做简单介绍，使其了解物理在科技进步以及社会发展中发挥的重要作用。
4 有待解决的问题
一些学生在学完整章会有这样的烦恼：“学完能级，对原子结构有了清晰的认识，但是学了物质波，看了氢原子的电子云好像又变得糊涂了。”其实，对电子等微观粒子，由于不能用确定的坐标描述他们在原子中的位置，因此，电子在原子中运动的“轨道”这样的说法其实是没有意义的。电子云表示的是电子在原子核各个位置出现的概率。
我想学生之所以会有这样的疑惑，是因为学习能级这节中“轨道量子化”时留下了错误的前概念。这部分内容建立在卢瑟福的核式结构模型之上，本身就是不完善的，教材出现它的目的应该是为“能量量子化”做准备。
这块“鸡肋”，舍掉，学生该如何理解能级？不舍，错误概念又怎样消除呢？
参考文献：
［1］杨福家.原子物理学.北京：高等教育出版社，1991
［2］戴剑锋.物理发展与科技进步.北京：化学工业出版社，2005
量子力学概念总结范文5
关键词：科学素养；科学方法；科学意识；科学精神；大学物理
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2012）03-0110-02
“为什么我们的学校总是培养不出杰出人才？”这个被称为“钱学森之问”的问题，已引起上至国务院总理下至普通学生的深思。中国学生虽在国际奥林匹克竞赛中屡屡获奖，却一直与诺贝尔科学奖无缘。2010年11月第八次中国公民科学素养调查结果显示，2010年具备基本科学素养的公民比例为3.27%，仅相当于主要发达国家和地区20世纪80年代末、90年代初的水平[1]。面对这些事实，我们不能不对现行的学校科学教育进行深刻反思。学校和社会一直倡导素质教育，但是素质教育就是多搞文体活动和多学琴棋书画吗？这是误解，更是误导。其实，素质教育的一个重要内容，就是提高科学素养。
一、什么是科学素养
“科学素养”这一概念是伴随着20世纪五六十年代美国“课程改革运动”而系统确立起来[2]。尽管对这一概念的内涵尚未达成共识，但是，把科学素养作为科学教育的目标，已在世界各国取得共识。明确提出科学素养包含三个维度，并给出测评指标进行测度的主要有以下几种。第一种是美国J・米勒教授提出的公民科学素养概念[3]。J・米勒的科学素养模型维度概括为：科学知识；科学方法；科学意识。自1979年以来，该指标体系及其测评结果一直为美国国家自然基金会所采用。第二种是世界经济合作与发展组织开发的国际学生测评项目（PISA）提出的科学素养概念。PISA将科学素养定义为“15岁学生为了理解自然界及人类活动引起的自然界变化并有助于相关决策，而使用科学知识、识别科学问题、得出有根据的结论的能力”，该定义包含“科学方法或技能”、“科学概念与内容”及“语境”等三个维度[4]。虽然以上两种科学素养概念的维度有所不同，但是可以看出，科学知识、科学方法、科学能力、科学精神和科学意识都属于科学素养教育的范畴。
二、《物理》课程在培养科学素养中的重要性
《物理》、《化学》、《生物》等课程都是学校教育中培养学生科学素养的重要课程，而《物理学》又是一切自然科学和工程技术的基础。2007年第10期青年科学《测测你的科学素养有多高》中判断16个科学观点的对错。其中有10个观点都可以在《物理》课程中找到答案，可见，《物理》课程在科学教育中的重要性。
三、大学《物理》教学中如何培养学生的科学素养
大学《物理》课程是高等学校理工科各专业学生的一门重要的通识性必修基础课，在培养学生的科学素养方面，具有其他课程不能替代的重要作用。下面谈谈大学《物理》课程对培养学生科学素养，尤其是科学方法、意识和精神等方面笔者的一些思考和做法。
1.科学方法的培养。“授之以鱼”不如“授之以渔”，方法对学生的终身发展至关重要。物理学中有许多科学方法。观察法、实验法、理想化方法、类比方法、假设方法和数学方法等是物理学的基本研究方法，不仅适用于自然科学的研究，也适用于其他科学技术领域和各种工作领域。分析、综合、抽象、概括、归纳、演绎、类比等普通的逻辑方法是《物理》学科中常用的逻辑思维方法，更是普遍应用于人的各种思维活动。如果学生掌握了这些方法，就会在以后的工作中自觉地运用这些物理方法思考问题、解决问题，并具备实事求是，严谨科学的意识。也就是说，掌握了科学的方法，就有了在未来从事各项工作的“武器”。笔者在大学《物理》教学中，非常重视物理方法的介绍。①重视物理方法的提炼和总结。自然界发生的一切物理现象和物理过程，一般都是比较复杂的，为了降低研究的难度，在物理研究中产生了理想化方法，就有了质点、刚体、弹簧振子、理想气体、点电荷等理想模型。在讲解这些概念时重点讲解这些模型形成的必要性和这种方法的重要性，让学生知道这是处理自然界复杂问题的常用的科学抽象的方法，是一种重要的科学研究方法，在自然科学研究中占有重要地位。②通过物理学史的引入，加强科学方法的教学。牛顿在伽利略、开普勒等前人成果的基础上，用归纳法获得了经典力学的基本概念和力学三大定律，又用演绎的方法获得了万有引力定律并发明了微积分。在量子力学中，从黑体辐射问题的研究中出现的“紫外灾难”到普朗克的量子假说，到爱因斯坦“光量子假说”，到玻尔的旧量子论，到海森伯、薛定谔提出的量子力学，再应用爱因斯坦相对论提出相对论量子力学的整个量子理论的发展史无不体现了假说―理论―新假说―新理论的循环发展模式；在提出假说阶段常常运用归纳和类比的推理方法，在验证和确立假说阶段的演绎推理方法又时时出现。介绍这些历史，不但让学生学到了物理知识，而且让学生用物理学家的方法和思路研究这些《物理》内容，无形中会受到良好的科学方法教育。
2.重视介绍物理的应用，培养学生良好的科学意识。科学意识就是从科学的角度理解问题、分析问题和解决问题的思想观念及其行为。学生只有知道了科学的应用，才会在生活和工作中有科学的意识。《物理》课程是一门实用性很强的科学，所以在教学中就要多介绍物理知识的广泛应用，尤其是最新的应用。例如，在电磁感应部分，除了介绍常见的涡流加热和制动、微波加热、电子感应加速器外，再介绍机场安检处的金属探测器（或棒）以及交通部门的交通探测器、银行卡信息的存储和读取原理等；介绍这些实用知识不但会引起学生极大的兴趣，也会引起学生主动思考生活中的问题，树立良好的科学意识。
3.科学精神的培养。科学精神包括求实精神、创新精神、怀疑精神、宽容精神等几个方面，其中最主要的是求实与创新。如何培养学生的科学精神？在授课中要注意启发式教学，多提出问题，多质疑，启发学生思考和发现，培养他们的主动参与的意识和创新意识。适当增加物理学史，让物理学家们的不怕困难、无私奉献，敢于质疑以及开拓创新的科学精神感染学生。
总之，在大学《物理》教学中要利用一切可能的途径向学生传授科学的基础知识，培养科学的分析问题和解决问题的能力，培养学生用科学的观点理解自然界现象并能作出决断以及辨识真伪的能力，同时拥有良好的科学态度和科学精神。
参考文献：
[1]中国科学技术协会.第八次中国公民科学素养调查结果.[EB/OL].
[2]李雁冰.科学探究、科学素养与科学教育[J].全球教育展望，2008.（12）：14-18.
量子力学概念总结范文6
关键词：研究性思维;东方哲学;西方哲学;局部观;整体观
中图分类号：B08 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）41-0165-02
一、现代实证科学的困境
现代科学研究的基础是形式逻辑和实证科学的结合。实证科学认为，科学研究应该是具有可重复性。也就是只要在相同设定的条件下，相同的实验就能够得到相同的结果。如果不满足可重复性，那么这样的科学研究就缺乏了客观的说服力。
然而实证科学只是理论模型正确的必要条件而非充分条件，如果过于强调实证科学的作用，就会反客为主，导致科学研究走上歧途。科学研究发展到现阶段，实证科学进入了一个困境：实验能够证实的，预测能够应验的，并不一定代表着理论是正确的。关于这点，张长琳教授讲过一个很有说服力的科学寓言。在一个全都是盲人的世界上，忽然出现了那个世界上没有的东西：一头大象。三个盲人科学家研究团队开始从不同角度对大象进行研究。第一个研究组从象牙开始摸索，提出了“胡萝卜理论”，认为大象就像一个巨型的胡萝卜，并预测说上面还应该有叶子。当后来的探索摸到了大象的耳朵时，这个根据“胡萝卜模型”所作出的预测被认为得到了证实。第二个研究组从象腿开始研究，提出了“大树理论”，认为大象就像一棵大树的树干。后来摸索到了第二条象腿，于是科学家们对“大树理论”进行了修正，提出了“广义森林理论”。当后来的探索发现了第三条象腿时，这个根据“森林理论”所作出的预测被认为得到了证实。第三个研究组在“森林理论”的基础上开始研究，发现最多只能找到四条象腿，于是提出了“大桌子理论”。当后来的探索发现了上面的象肚子时，这个根据“大桌子理论”所作出的预测被认为得到了证实。后来三个研究小组的科学家聚在一起，讨论如何整合三个理论，建立一个“统一理论”。这个寓言故事用幽默的语言讲出了当今实证科学的尴尬处境。
二、局部观指导下的科学研究
在形式逻辑和实证科学体系里发展起来的现代科学，其发展的历程就是从局部到整体的一个演化过程，这个演化过程深刻体现了西方哲学“局部组成整体”的思想。现代物理学从牛顿力学到相对论再到广义相对论的推演，以及爱因斯坦期望建立统一场论的这个发展过程，就是科学研究在西方哲学指导下从局部观向整体观发展的一个缩影。
有趣的是，当现代科学研究或者说实证科学的发展逐渐进入整体观的时候，发现其需要的思维方式也渐渐远离西方哲学的“务实”，而越来越靠近东方哲学的“务虚”范畴。
以物理学中原子结构模型的演化发展为例。1803年，英国科学家约翰・道尔顿提出了实心球原子结构模型，认为物质是由实心小球堆在一起形成的;1904年，约瑟夫・汤姆逊提出了葡萄干面包式原子模型，认为电子镶嵌在正电荷的球中，就像面包中的葡萄干一样，但整个原子结构仍然是实心球形;到了1911年，欧内斯特・卢瑟福提出了行星运转式原子模型，彻底打破了实心球的概念，认为原子核只占原子中非常小的空间，其余绝大部分空间都被电子的运行轨道所占据;后来尼尔斯・玻尔在卢瑟福的原子结构模型上把电子的运行轨道进行了分层量子化;1927-1935年，波恩提出的概率密度电子云原子模型和薛定谔提出的电磁驻波原子模型都在玻尔原子结构模型的基础上进一步揭示了电子的运行规律，为近代量子力学奠定了理论基础。从科学家对原子结构的逐步深入的认识过程可以看到，这是一个从实到虚的过程，从最初的全部实心球堆积而成的世界，演变到目前除了占据极小体积的原子核和电子以外几乎全空的原子结构，让人不禁想到了东方哲学中广泛提到的“空”的概念。所谓“色不异空，空不异色;色即是空，空即是色”，在东方哲学的解释里，是指实相中的物质世界和虚空没有什么区别。现代物理学关于原子结构理论的演化似乎正在逐步接近这个结论。
当尼尔斯・玻尔获得1922年诺贝尔物理学奖以后，丹麦国王授予他荣誉勋章，为此玻尔亲自设计了族徽以镌刻在勋章上。在族徽的正中俨然就是一个太极图。玻尔用一阴一阳既对立又相生的太极图来诠释他提出的并协原理，他认为他的基本粒子原理、波粒二象性等原理均可以用太极图来诠释。无独有偶，玻尔并不是唯一被东方哲学思想启发的现代物理学家。获得1933年诺贝尔物理学奖的埃尔温・薛定谔也对东方哲学深感兴趣，尤其是印度教。他所建立的薛定谔方程式描述了微观粒子的运动状态，成为量子力学中的基本定律。
三、整体观指导下的科学研究
与西方哲学的“局部组成整体”的思维方式不同，东方哲学认为“整体组成整体”，也就是天人合一的思维方式。东方哲学里面，认为万事万物都是圆满具足的，一切都是全息的。当代量子物理学家戴维・玻姆，受到印度哲学家、宗教教育家克里什纳默蒂（J.Krishnamurti）的影响很深。克里什纳默蒂在他的《第一与最后的自由》中提到观察者与被观察者不可分的观点，这个与量子力学相似的议题，引起了玻姆的强烈共鸣。
根据这种观点，玻姆提出了全息理论，并用它解释了量子通信基础的同步超距作用现象。同步超距作用是指研究人员在实验中发现，发生量子纠缠的一对次原子粒子，即使距离遥远，也能同步变化，其中一个发生改变时，另一个也同时改变。好像有某种信息在它们之间传递，然而这个传递速度竟然大大超过光速，这违反了爱因斯坦的理论，没有任何通讯能够超过光速，否则就打破了时间的界线。超距作用是当今量子通信技术的基础，然而对这个基础的解释让物理学家们大伤脑筋。结合东方哲学中整体论的思想，玻姆提出了全息宇宙的理论，认为宇宙是一个不可分割的、各个部分之间紧密联系的整体，任何一个部分都包含整体的信息。根据这个理论，玻姆给出了对同步超距作用的解释。他认为，次原子的粒子能够彼此不论距离远近仍然保持同步，不是因为它们之间来回发射着某种神秘的信号，而是因为它们的分离是一种幻象。在现实的某种较深的层次中，这些粒子不是分离的个体，而是某种更基本相同来源的实际延伸。
这样玻姆不但解释了量子纠缠的本质，而且并不需要假设一个超越光速的通信速度，使人们能更为直观地把握量子实在的本质特征。他寓西方科学精神与东方哲学于一体，坚持受到现代科学支持的整体性实在观，超越了传统科学与传统哲学的疆域，对于科学和人类文明的未来具有潜在的深远影响力。
四、总结与展望
现代科学的发展开始越来越倾向于整体观的思维方式。在其启发下，不少基础科学研究领域都取得了重要进展。如生物学上的细胞克隆技术，用一个细胞就可以复制整个生物体;还有数学上的混沌和分形理论;以及当今大脑神经研究中科学家们越来越重视的大脑记忆的全息性;等等。
如果说西方哲学从局部到整体的思维方式在人类科学的启蒙时期起了重要的指导作用，那么我们进入了21世纪，东方哲学的整体性的思维方式在一定程度上为人类科学文明的发展照进了新纪元的曙光。
参考文献：
[1]张长琳.看不见的彩虹：人体的耗散结构[M].浙江科学技术出版社，2013.
[2]何萍.卡西尔眼中的维科、赫尔德――卡西尔文化哲学方法论研究[J].求是学刊，2011，（38）2：12-22.
Eastern and Western Philosophy and Their Roles in Modern Scientific Research Thinking Development
YAN Jun，ZHANG Xiang-li
（China University of Geosciences，Wuhan，Hubei 430074，China）
