1、核心素养目标问题引入一、粒子的波动性 1.德布罗意波（物质波）ph,h粒子的能量和动量跟它所对应的频率和波长之间遵从如下关系二、物质波的实验验证 1927年戴维森和GP汤姆孙分别用单晶和多晶体做了电子束衍射实验，证实了电子的波动性。1937年，戴维森和GP汤姆孙因证实电子的波动性获得诺贝尔物理学奖。 1929年，德布罗意因提出物质波的假说获得了诺贝尔物理学奖戴维森思考： 为什么宏观物体的波动性无法观察？ 宏观物体的质量比微观粒子大得多，它们运动时动量很大，德布罗意波长很短。一个质量为0.01kg,速度为300m/s的子弹，它的德布罗意波的波长只有m34102 . 2比宏观物体的尺度小得多，根本
2、无法观察到它的波动性。而一个静止的电子，在经过100V电压加速后，德布罗意波长约为0.12nm,因此有可能观察电子的波动性。三、量子力学的建立“量子力学是在旧量子论的基础上发展起来的。旧量子论包括普朗克的量子假说、爱因斯坦的光量子理论和玻尔的原子理论。 1900年,普朗克提出辐射量子假说,假定电磁场和物质交换能量是以间断的形式(能量子)实现的,能量子的大小同辐射频率成正比,比例常数称为普朗克常数,从而得出黑体辐射能量分布公式.”1926年，奥地利物理学家提出物质波满足的方程薛定谔方程。薛定谔的猫是什么？ 薛定谔的猫是物理学的四大神兽之一，并非是指某种动物，而是一种思维实验。接下来讲一下这个实验
3、的背景故事。二十世纪物理学的两大支柱相对论和量子力学，大家对相对论比较了解，或者是即使不懂什么意思但是会经常听说。而对于量子力学就知之甚少了，但是大家一定都听说个薛定谔的猫这只神兽，并把它当作是量子力学的代名词。但实际上却并非如此，薛定谔的猫只是在讽刺量子力学中的量子不确定性。 1935年奥地利物理学家薛定谔提出了薛定谔的猫的思维实验，实验过程如下：一个封闭的盒子中装着一只猫，从外面看不到盒子内部的情况。盒子中设置一个实验装置，放有少量的放射性物质，这种物质衰变释放出毒素的概率是百分之五十。这意味着在一段时间内这只猫有百分之五十的几率被毒死，百分之五十的机会安全存活。 但是我们在没有打开盒子前
4、并不知道猫的状态，因此猫只能是既死又活的叠加态。薛定谔用这种宏观动物的既死又活叠加态，来讽刺微观量子的既A又B叠加态。爱因斯坦在三十六岁提出广义相对论后，有一段时间一直在和量子力学的哥本哈根派吵架。尤其是以波尔为代表的一众哥本哈根派科学家。因为他们对量子力学的诠释触碰了爱因斯坦的禁区，那就是定域性。但是最终的结果我们都知道爱因斯坦当时反对的量子不确定性、量子纠缠等目前都被确认是正确存在的。当时提出的薛定谔的猫思维实验原本是用来讽刺量子力学，现在反而是量子力学的代名词。四、量子力学的应用 量子力学（Quantum Mechanics），为物理学理论，是研究物质世界微观粒子运动规律的物理学分支，主
5、要研究原子、分子、凝聚态物质，以及原子核和基本粒子的结构、性质的基础理论。它与相对论一起构成现代物理学的理论基础。量子力学不仅是现代物理学的基础理论之一，而且在化学等学科和许多近代技术中得到广泛应用。1.光纤通信光纤通信技术（optical fiber communications）从光通信中脱颖而出，已成为现代通信的主要支柱之一，在现代电信网中起着举足轻重的作用。光纤通信作为一门新兴技术，其近年来发展速度之快、应用面之广是通信史上罕见的，也是世界新技术革命的重要标志和未来信息社会中各种信息的主要传送工具。2、集成电路 集成电路（integrated circuit）是一种微型电子器件或部件。采用一定的工艺，把一个电路中所需的晶体管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起，制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上，然后封装在一个管壳内，成为具有所需电路功能的微型结构；其中所有元件在结构上已组成一个整体，使电子元件向着微小型化、低功耗、智能化和高可靠性方面迈进了一大步。它在电路中用字母“IC”表示。集成电路发明者为杰克基尔比（基于锗（Ge）的集成电路）和罗伯特诺伊思（基于硅（Si）的集成电路）。当今半导体工业大多数应用的是基于硅的集成电路。
