據(jù)英國(guó)《明鏡周刊》報(bào)道，美國(guó)天文學(xué)家烏里昂奇.沃爾特()近日對(duì)影片《地心引力》()中述說(shuō)的太空細(xì)節(jié)進(jìn)行講解，并糾正了其中的錯(cuò)誤。獲悉，《地心引力》描述了兩位宇航員在太空中飄泊生存的故事。沃爾特稱(chēng)，宇航員在太空行走時(shí)十分危險(xiǎn)。大的太空垃圾碎片可以避過(guò)，但數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的小碎片無(wú)法防治。雖然幾毫米大的微粒都可能刺傷太空服，它們的速率是炮彈的15倍。當(dāng)太空服被刺傷后，將造成壓力消失，氫氣泄露，然而現(xiàn)今的太空服有緊急供應(yīng)系統(tǒng)，可確保30分鐘安全，足夠宇航員返回空間站。沃爾特說(shuō)，空間站與船的結(jié)構(gòu)很像，也有甲板和擱板。若發(fā)生緊急情況，中心部份可以與受損部份分離。日本和平號(hào)空間站曾與無(wú)人船只翻車(chē)發(fā)生泄露，但最后所有人成功逃生。原則上說(shuō)，懸浮在太空中的宇航員可以遇難，由于每套太空服都有噴氣發(fā)動(dòng)裝置，但其行進(jìn)距離只有1公里，因而在現(xiàn)實(shí)中，懸浮在太空中幾乎就意味著死亡。科學(xué)家揭密太空行走:太空服可被幾毫米微粒刺傷當(dāng)時(shí)，取任何值都能使R滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)條件的解。所以正值的能量是連續(xù)的，相當(dāng)于自由電子與H+離子結(jié)合為原子時(shí)釋放的能量。量子數(shù)的數(shù)學(xué)意義1．主量子數(shù)與能量量子化當(dāng)時(shí)，能量是量子化的，自然得出。
2．角量子數(shù)和角動(dòng)量角子化角動(dòng)量是量子化的，自然得出。舊量子論：當(dāng)角動(dòng)量很大時(shí)，，，三者一致，所以玻爾理論給出了近似的結(jié)果。3．磁量子數(shù)m和空間量子化個(gè)角動(dòng)量在外場(chǎng)方向的份量也是量子化的，即空間取向量子化，自然得出。用小黑點(diǎn)的密或稀形象地表示空間各處機(jī)率密度的相對(duì)大小，機(jī)率大的地方黑點(diǎn)濃密，機(jī)率小的地方黑點(diǎn)稀疏，稱(chēng)它們?yōu)椤半娮釉啤彪娮釉谠雍送夂苄〉目臻g內(nèi)作高速運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)規(guī)律跟通常物體不同，它們沒(méi)有確定的軌道。為此，我們不能同時(shí)確切地測(cè)定電子在某一時(shí)刻所處的位置和運(yùn)動(dòng)的速率，也不能描繪出它的運(yùn)動(dòng)軌跡。因而，人們常用一三、電子云種才能表示電子在一定時(shí)間內(nèi)在核外空間各處出現(xiàn)機(jī)會(huì)的模型來(lái)描述電子在核外的運(yùn)動(dòng)。在這個(gè)模型里，某個(gè)點(diǎn)附近的密度表示電子在該處出現(xiàn)機(jī)會(huì)的大小。密度大的地方，表明電子在核外空間單位容積內(nèi)出現(xiàn)的機(jī)會(huì)多；密度小的地方，表明電子在核外空間單位容積內(nèi)出現(xiàn)的機(jī)會(huì)少。因?yàn)檫@個(gè)模型很像在原子核外有一層明暗不等的“云”，所以，人們形象地把它稱(chēng)作“電子云”。在一般狀況下氫原子電子云示意圖小結(jié)1.量子熱學(xué)的兩個(gè)重要概念：量子化概念及波粒兩象性概念2.量子熱學(xué)的一個(gè)重要關(guān)系式：不確定關(guān)系3.量子熱學(xué)的一個(gè)基本原理：態(tài)疊加原理4.量子熱學(xué)的兩個(gè)基本假定：波函數(shù)的統(tǒng)計(jì)解釋及薛定諤多項(xiàng)式5.量子熱學(xué)的關(guān)鍵常量：普朗克常量6.本章介紹的三個(gè)重要實(shí)驗(yàn)：電子對(duì)晶體的衍射、單縫衍射及雙縫干涉第三章量子熱學(xué)初步內(nèi)容：1、微觀(guān)粒子的波粒二象性2、測(cè)不準(zhǔn)原理3、波函數(shù)及其化學(xué)意義4、薛定諤波動(dòng)多項(xiàng)式5、量子熱學(xué)問(wèn)題的幾個(gè)簡(jiǎn)例6、量子熱學(xué)對(duì)氫原子的描述§3.1微觀(guān)粒子的波粒二象性一、光的波粒二象性1672年，牛頓，光的微粒說(shuō)1678年，惠更斯，光的波動(dòng)說(shuō)19世紀(jì)末，光是一種電磁波20世紀(jì)初，光量子------光的波粒二象性二、德布羅意關(guān)系式微觀(guān)粒子和光子一樣，在一定的條件下顯示出波動(dòng)性。
具有一定能量E和一定動(dòng)量p的自由粒子原子物理與量子力學(xué)上冊(cè)，相當(dāng)于具有一定頻度?和一定波長(zhǎng)?的平面波，兩者之間的關(guān)系為：----德布羅意關(guān)系式。與實(shí)物粒子相應(yīng)的波稱(chēng)為德布羅意波或物質(zhì)波，?稱(chēng)為德布羅意波長(zhǎng)。德布羅意關(guān)系式還可以寫(xiě)成式中，：角頻度；：傳播方向上的單位矢量適用條件：(1)電子，(2)非相對(duì)論(U不能太大)。：波矢量粒子的德布羅意波長(zhǎng)：1．當(dāng)時(shí)，2．當(dāng)時(shí)，經(jīng)過(guò)電場(chǎng)加速的電子：三、德布羅意假定的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證1927年，戴維遜和革末，電子衍射實(shí)驗(yàn)原子物理與量子力學(xué)上冊(cè)，檢測(cè)了電子波的波長(zhǎng)，否認(rèn)了德布羅意假定。衍射，就是波繞開(kāi)障礙物繼續(xù)傳播的現(xiàn)象。衍射是波特有的現(xiàn)象，不須要特殊條件，并且，假如要發(fā)生顯著的衍射，則需障礙物或小孔的規(guī)格比波長(zhǎng)小或跟波長(zhǎng)差不多。干涉白色是疏密間隔開(kāi)的，且是等寬度的。衍射白色也是疏密相間并且不等寬度，是中間亮之后周?chē)絹?lái)越暗干涉，兩列頻度相同的光波在空中相遇時(shí)發(fā)生疊加，在個(gè)別區(qū)域總加大，在另外一些區(qū)域總減小，出現(xiàn)疏密相間的橫條或則是彩色碎花的現(xiàn)象稱(chēng)作光的干涉。只有兩列光波的頻度相同，位相差恒定，震動(dòng)方向一致的相干光源，能夠形成光的干涉。1．實(shí)驗(yàn)裝置2．實(shí)驗(yàn)結(jié)果(1)當(dāng)U不變時(shí)，I與?的關(guān)系如圖不同的?，I不同；在有的?中將出現(xiàn)極值。
(2)當(dāng)?不變時(shí)，I與U的關(guān)系如圖當(dāng)U改變時(shí)，I亦變；并且隨了U周期性的變化當(dāng)時(shí)強(qiáng)化----薩爾茨堡公式。波程差：實(shí)驗(yàn)證明了電子確實(shí)具有波動(dòng)性，也證明了德布羅意公式的正確性。并進(jìn)一步證明：一切實(shí)物粒子(電子、中子、質(zhì)子等都具有波動(dòng)性。可見(jiàn)，當(dāng)?、?滿(mǎn)足此式時(shí)，測(cè)得電壓的極大值。對(duì)于通過(guò)電流U加速的電子：當(dāng)U不變時(shí)，改變?，可使某一?滿(mǎn)足上式，出現(xiàn)極大值當(dāng)?不變時(shí)，改變U，可使某一U滿(mǎn)足上式，出現(xiàn)極大值。地球極區(qū)發(fā)覺(jué)神秘反射光揭未知“禁區(qū)”奧秘?fù)?jù)美國(guó)媒體報(bào)導(dǎo)，法國(guó)空間局的SMART-1偵測(cè)器是一個(gè)對(duì)地球進(jìn)行探求的飛船，在2006年時(shí)SMART-1偵測(cè)器就成功撞擊地球表面，撞擊發(fā)生后科學(xué)家開(kāi)始對(duì)地球表面揚(yáng)起的塵埃進(jìn)行偵測(cè)，企圖通過(guò)這種塵埃來(lái)揭露地球的起源之謎。但地球上依然有許多地方被列為觀(guān)測(cè)上的“禁區(qū)”，科學(xué)家將其稱(chēng)為未知的地球區(qū)域，非常是在地球的極區(qū)，我們對(duì)這兒的情況了解很少。按照SMART-1偵測(cè)器的觀(guān)測(cè)結(jié)果，科學(xué)家發(fā)覺(jué)在地球極區(qū)存在三個(gè)特別緊密的撞擊坑，內(nèi)部存在一些神秘的反射光。圖中顯示的就是三個(gè)緊密排列的撞擊坑，由法國(guó)空間局SMART-1偵測(cè)器上的成像裝置拍攝，這張拼圖的大小為220公里除以700公里，坐落地球的南極附近，從右至左，這三個(gè)撞擊坑被命名為、以及撞擊坑。
撞擊坑半徑大概104公里，撞擊坑大概為109公里，而撞擊坑半徑最大，大概為177公里，這種地區(qū)被科學(xué)家稱(chēng)為神秘的地球區(qū)域，其疏密黑斑促使這一地區(qū)保持著它的神秘感。因?yàn)榈厍虮辉虑虻囊︽i定，因而我們只能看見(jiàn)地球的一面，而另一面難以直接觀(guān)測(cè)到，因而也有了地球反面是外星人基地的說(shuō)法。事實(shí)上地球并不是只有一半朝向月球，我們可以看見(jiàn)59%的地球表面，而撞擊坑的位置恰恰就坐落地球朝向月球一面的邊沿，由于我們?cè)诿磕陻?shù)個(gè)月的短短幾天時(shí)間內(nèi)可以見(jiàn)到撞擊坑的邊沿，這個(gè)不尋常的一幕促使我們雖然聽(tīng)到來(lái)自地球撞擊坑中的光線(xiàn)，因而意大利空間局的SMART-1偵測(cè)器任務(wù)之一就是對(duì)那些撞擊坑進(jìn)行調(diào)查，揭露地球上未知區(qū)域的奧秘。§3.2測(cè)不準(zhǔn)原理一、電子的單縫衍射(1961年，約恩遜成功的作出)電子以速率?順著y軸射向A屏，其波長(zhǎng)為，經(jīng)過(guò)狹縫時(shí)發(fā)生衍射，抵達(dá)C屏。第一級(jí)暗紋的位置：x方向上，粒子坐標(biāo)的不確定度為又粒子動(dòng)量的不確定度為狹縫對(duì)電子束起了兩種作用：一是將它的座標(biāo)限制在縫寬d的范圍內(nèi)，一是使電子在座標(biāo)方向上的動(dòng)量發(fā)生了變化。
這兩種作用是相隨出現(xiàn)的，不可能既限制了電子的座標(biāo)，又能避開(kāi)動(dòng)量發(fā)生變化。假如縫愈窄，即座標(biāo)愈確定，則在座標(biāo)方向上的動(dòng)量就愈不確定。因而，微觀(guān)粒子的座標(biāo)和動(dòng)量不能同時(shí)有確定的值。1927年，海森堡首先推導(dǎo)入不確定關(guān)系：二、不確定關(guān)系三、討論1．不確定關(guān)系只適用于微觀(guān)粒子2．例1：設(shè)電子與的炮彈均沿x方向運(yùn)動(dòng)，，精確度為，求測(cè)定x?座標(biāo)所能達(dá)到的最大確切度。電子：炮彈：§3.3波函數(shù)及其化學(xué)意義一、波函數(shù)自由粒子?平面波用符號(hào)來(lái)表示波函數(shù)，自由粒子不受力，動(dòng)量不變，所以同它聯(lián)系的波長(zhǎng)也不變，是單色波，代表平面單色波的公式為是角頻，是波的速率，是時(shí)間，是從原點(diǎn)到波面任何一點(diǎn)的距離，是和的傾角，P86.由歐拉公式，上式可寫(xiě)為復(fù)數(shù)方式用矢量k代表波長(zhǎng)倒數(shù)的數(shù)值和波的前進(jìn)方向，上式可寫(xiě)為量子熱學(xué)中，通常用下述方式用波多項(xiàng)式來(lái)描寫(xiě)實(shí)物粒子，按照德布羅意關(guān)系：――自由粒子的波函數(shù)，描寫(xiě)動(dòng)量為、能量為E的自由粒子。精典熱學(xué)?位置和速率量子熱學(xué)?波函數(shù)波函數(shù)彰顯了波粒二象性，其中的E和是描寫(xiě)粒子性的化學(xué)量，卻處在一個(gè)描寫(xiě)波的函數(shù)中。二、波函數(shù)的統(tǒng)計(jì)解釋電子衍射的硬度分布圖用粒子的觀(guān)