1、量子物理基础：从早期实验到理论发展

量子物理基础：从早期实验到理论发展

引言

在学生开启量子物理的学习之旅时，往往会接触到二十世纪早期的一系列实验和理论创新，这些内容揭示了当时物理学的局限性。下面将介绍一些关键实验以及相关重要概念。

早期实验

光电效应

1887 年，古斯塔夫·路德维希·赫兹（Gustav Ludwig Hertz）在验证麦克斯韦电磁波理论的实验中，发现当光照射金属表面时，会有带电粒子（电子）被发射出来，且电子通量与光的波长密切相关。不过，赫兹并未深入研究这一发现。1902 年，他的学生菲利普·爱德华·安东·冯·勒纳德（Philipp Eduard Anton von Lenard）对该效应进行了定量测量，并因此在 1905 年获得诺贝尔物理学奖，颁奖词为“因其在阴极射线方面的工作”。而赫兹本人在 1925 年因另一项工作与他人共享了诺贝尔物理学奖。

光电效应的原理一直是个谜，直到 1905 年，阿尔伯特·爱因斯坦（Albert Einstein）在他发表的三篇杰出论文之一中，运用马克斯·普朗克（Max Planck）对黑体光谱的研究成果，解释了这一效应。1916 年，罗伯特·安德鲁斯·密立根（Robert Andrews Millikan）通过详细实验证实了爱因斯坦的解释。爱因斯坦因这项工作在 1921 年获得诺贝尔物理学奖，许多人认为他在相对论方面的工作也值得获奖，其颁奖词为“为理论物理学做出的贡献，特别是发现了光电效应定律”。密立根则在 1923 年获得诺贝尔物理学奖，颁奖词为“因其在基本电荷和光电效应方面的工作”。

1901 年，普朗克提出了革命性的假设，用公式表示为：
[E = nh\nu]
其中，(E