量子熱學(xué)是20世紀(jì)最成功的理論之一,物質(zhì)波是量子熱學(xué)從構(gòu)建到完成過程中起決定性作用的概念之一。本文從量子熱學(xué)的完善和發(fā)展過程出發(fā),對量子熱學(xué)與物質(zhì)波的關(guān)系給出了論證:量子熱學(xué)的構(gòu)建過程就是對物質(zhì)波的認(rèn)識過程;量子熱學(xué)的框架就是圍繞粒子的波動性(波函數(shù))來完成的;量子熱學(xué)的涵義就是給物質(zhì)波一個物理解釋。文章最后作者按照自己的觀點給出了解決“量子化學(xué)論爭”的一條可能途徑。
關(guān)鍵詞:量子熱學(xué);物質(zhì)波;波粒二象性
中圖分類號:O4
1序言
量子熱學(xué)是關(guān)于微觀粒子運動的一門科學(xué),其核心內(nèi)容是描述微觀粒子的波粒二象性——微觀粒子的運動規(guī)律類似于波的運動;而微觀粒子在被一些實驗手段檢測時又彰顯精典粒子的性質(zhì),如,具有動量、質(zhì)量、電荷——這看似矛盾的性質(zhì)被統(tǒng)一于物質(zhì)波的概念中。其實我們對量子熱學(xué)仍有疑惑,而且它的成功早已被無數(shù)實驗確認(rèn)物質(zhì)波,但是物理證明它也是自洽的,它自身的內(nèi)部體系早已顯得幾乎無懈可擊;所以我們要有所突破只能從外部,從它的假定入手。我想,最有可能突破的就是它的統(tǒng)計解釋,也就是量子熱學(xué)的主要任務(wù)——描述物質(zhì)波。其實這一切須要實驗的支持。由此可見物質(zhì)波對于量子熱學(xué)的意義。本文將從量子熱學(xué)的完善、體系、含義和物質(zhì)波三方面闡述兩者的關(guān)系;而且為解決“量子化學(xué)論爭”問題做了嘗試。為了闡述便捷,本文提及的好多實驗僅僅是給出了推論性描述,假如須要詳盡的資料可以查閱本文的參考資料。
2量子熱學(xué)的構(gòu)建與物質(zhì)波

量子熱學(xué)是20世紀(jì)最成功的化學(xué)理論之一,熟悉它的構(gòu)建過程對我們更好的理解量子力學(xué)會有很大的幫助。我們將會看見,量子熱學(xué)的構(gòu)建過程就是對物質(zhì)波的認(rèn)識過程。
2.1量子化學(xué)的開始
2.1.1能量量子化的提出
1900年12月14日,在美國數(shù)學(xué)學(xué)會的一次大會上,普朗克宣讀了他的論文《正常波譜的能量分布理論》。這篇開始幾乎沒人注意的文章由于使用內(nèi)插法引入了普朗克常數(shù)h,漂亮的解決了20世紀(jì)數(shù)學(xué)學(xué)上空的兩朵烏云中之一----宋體幅射的問題物質(zhì)波,進(jìn)而開創(chuàng)了數(shù)學(xué)學(xué)的新紀(jì)元。人們也就把這篇文章發(fā)表的日期看作量子化學(xué)學(xué)的誕辰。這篇論文的戰(zhàn)功在于普朗克常數(shù)h的引入表明了宋體空腔壁中起幅射作用的電子的能量是量子化的。
