简并能级
简并能级（）在物理学中，简并是指被当作同一较粗糙物理状态的两个或多个不同的较精细物理状态。 例如： 在量子力学中，原子中的电子，由其能量确定的同一能级状态，可以有两种不同自旋量子数的状态，该能级状态是两种不同的自旋状态的简并态。 在统计物理学中，宏观上由压强、体积、温度确定的同一宏观热力学状态，在微观上可以对应大量不同的微观状态，该热力学状态是这些微观状态的简并态。 简并在量子力学和统计物理中的意义不同，在统计物理中，简并是指量子效应明…
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共 148 篇文章
卡皮查-狄拉克效应
卡皮查-狄拉克效应（，簡稱KDE）是一种量子现象，即拥有良好空间相干性的粒子束（一般情况下为电子束）通过光场驻波时发生衍射，它是受激康普顿散射的一种特殊情况。该效应由保罗·狄拉克与彼得·列昂尼多维奇·卡皮察于1933年首次提出。 KDE可以通过德布罗意1924年的波粒二象性理论得到解释。因为粒子具有波的性质，粒子束会被以驻波形式存在的电磁场的空间周期性结构所散射，散射波又会与自身发生干涉（粒子束强度随空间位置而变，就像一般的光学衍射一样…
普朗克常数
對普朗克常數的发现设立于柏林洪堡大學的紀念牌匾。德語翻譯：“馬克斯·普朗克，基本常数的发现者，從1889年至1928年在這個大樓教过书。”]] 普朗克常數記為h，是一個物理常數，用以描述量子大小。在量子力學中佔有重要的角色，馬克斯·普朗克在1900年研究物体热辐射的规律时发现，只有假定电磁波的发射和吸收不是连续的，而是一份一份地进行的，计算的结果才能和实验结果是相符。这样的一份能量叫做能量子，每一份能量子等于普朗克常數乘以電磁輻射的频率…
弛豫 (核磁共振)
自旋弛豫的可视化展示：磁化方向与大小的变化（左）；纵向 M_z 与横向 M_{xy} 磁化强度大小的变化（右）。]] 弛豫（），或譯作弛緩，指的是在核磁共振过程中核自旋受到射频脉冲后恢复热平衡态的过程，所经历的时间即弛豫时间。 在核磁共振过程中，强静态磁场使得核自旋极化，处于热平衡状态时，核自旋系统沿该外加磁场方向以共振频率进动，但单个自旋的进动相位是随机的。当系统被与磁场正交、频率与共振频率一致的射频脉冲激发时，热平衡被扰动，各个自旋…
波函数坍缩
波函數坍縮（wave function collapse）指的是某些量子力學體系與外界發生某些作用後波函數發生突變，變為其中一個本徵態或有限個具有相同本徵值的本徵態的線性組合的現象。波函數坍縮可以用來解釋為何在單次測量中被測定的物理量的值是確定的，儘管多次測量中每次測量值可能都不同。 在某一些量子物理理论中，波函数的坍縮是量子系统遵守量子定律的两种方法之一。波函数坍縮的真实性并没有被完全地确定；科学家一直在争论，波函数坍縮是这个世界的自…
朗道量子化
朗道量子化是指均匀磁场中带电粒子的回旋轨道发生的量子化。这些带电粒子能量在一系列分立的数值中取值，形成朗道能级。朗道能级是简并的，每一能级上电子的电子数量与外加磁场的强度成正比。由朗道量子化可以得出外磁场会导致材料中电子性质的振荡。 推导 朗道量子化可以通过准经典的方法部分导出，因而在下面的推导中将忽略自旋。在CGS单位制下，这个系统的哈密顿算符为： :\hat{H}=\frac{1}{2m}(\hat{\mathbf{p}}-q\ha…
量子热力学
量子热力学 是指关于热力学和量子力学这两门相互独立的物理理论间的关系的研究领域。热力学和量子力学都讨论有关光和物质的物理现象。 1905 年，阿尔伯特·爱因斯坦提出，热力学和电磁学之间应该保持一致，由此得出了光的量子化理论，给出了E= h \nu 的关系；该论文是量子理论的曙光。几十年过去，量子理论已经建立在另一套独立的规则之上。 而目前，量子热力学解决了热力学定律怎样从量子力学中导出的。相比于量子统计力学，量子热力学强调从平衡态脱离的…
量子统计力学
量子统计力学是应用于量子力学系统的统计力学。量子力学中，统计系综（可能量子态的概率分布）由密度算子S描述，其是描述量子系统的希尔伯特空间H上的迹为1的非负自伴迹类算子。这可以用量子力学的数学表述来证明，其中一种形式来自量子逻辑。 期望 经典概率论中，随机变量X的期望值由其概率分布D_X定义： : \mathbb{E}(X) = \int_\mathbb{R} d \lambda \operatorname{D}_X(\lambda) 假…
宇稱
在量子力學中，宇稱被描述成宇稱變換中的量，以P (Parity) 表示。宇稱變換（又稱宇稱倒裝），是一個在一個三維座標系中其中一維的翻轉(變換)，在三維空間之內，它也可以是一個在x , y , z 軸中同時進行的變換(點反演) :\mathbf{P}: \begin{pmatrix}x\\y\\z\end{pmatrix} \mapsto \begin{pmatrix}-x\\-y\\-z\end{pmatrix}. 因為宇稱變換會將一…
共轭物理量
共轭物理量(Conjugate variables)指在量子力学中其算符不对易的物理量。它的概念来自于哈密顿力学，其中共轭动量表述为拉格朗日函数对广义速度的偏微分： :p_j = {\partial L \over \partial \dot{q}_j} 在量子力学中，物理量A和B共轭的定义为，其算符不满足对易关系： :\left[ \hat{A}, \hat{B} \right] \neq 0 它们的一个重要特性是存在不确定关系： :…
波動力學
波動力學是量子力學的一種表述形式，主要是以波函數及其模數的平方去表示物體的狀態及該狀態出現的機率。對於波函數隨時間的變化，是遵從薛丁格方程式。 德布羅意與相位波 1923年，德布羅意參考愛因斯坦的狹義相對論發現，如果有： hf_o = mc^2\, 其中 h\, 是普朗克常數、f_o\, 是粒子的內部運動的頻率、m\, 是粒子的靜止質量、而c\, 是光速；那麼根據狹義相對論的質量及時間隨運動的變化，我們可得到以下兩個關係： f_1 = …
爱因斯坦-布里渊-克勒方法
爱因斯坦-布里渊-克勒方法（英文：）是量子力学中计算量子系统本征值的一种半经典近似方法，也简称为方法。例如在一个具有任意满足束缚态条件的中心势的两体系统中，运用方法可以建立量子化方程从而求解出系统的能级。方法所基于的原理是能量的守恒律，从而避免了牛顿力学或薛定谔的波动力学中的微分方程形式。 参见 WKB 近似 参考文献
矩陣力學
矩陣力學是量子力學其中一種的表述形式，它是由海森堡、玻恩和约尔当（P. Jordan）於1925年完成的。矩陣力學的思想出發點是針對波耳模型中許多觀點，諸如電子的軌道、頻率等，都不是可以直接觀察的。反之，在實驗中經常接觸到的是光譜線的頻率、強度、偏極化，以及能階。海森堡計劃創造一個理論，只是用光譜線的頻率、強度、偏極化等觀念。他的做法是受到愛因斯坦在相對論中對時間、空間作“操作定義”分析的影響。 一般來說，基於薛丁格方程的線性代數形式，…
量子操作
量子操作（又称量子动态映射或量子过程）是对量子系统所能经历的一系列变换的数学表述。这一概念是由在讨论密度矩阵的广义随机变换时首度引入。量子操作的表述需要系统采用密度矩阵描述。严格而言，量子操作是一个密度算符集到其自身的线性完全正映射。在量子运算领域，量子操作通常称作。“量子操作”有时会被一些学者用来描述密度矩阵空间的或非迹增映射，而“量子通道”则特指其中严格的保迹映射。量子操作不仅仅涉及孤立系统的时间演化及对称变换，同时还涉及测量效应以…
基态
里一个电子的能階: 基态和 激发态. 在吸收能量之后，电子可以从基态跃迁到能量激发态。]] 基态（ground state）是粒子（包括原子、分子、其电子或原子核）处于其所有可能能级中的最低能级状态，也是未获能前（激发前）所处的最低能量量子态。 由于量子力学里，一个系统可能处于一系列量子态中的一个，而这一系列的量子态依能量（能階）高低排列，定义能量最低的量子态为基态，具有更高能量的状态为激发态。系统一般倾向于占据能量最低的状态，所以基态…
扩展休克尔方法
扩展休克尔方法是一种，由罗德·霍夫曼 (Roald Hoffmann) 在1963 年发展而来。 它基于休克爾方法，但原始的休克尔方法方法仅考虑 π轨道，扩展方法还包括σ轨道。 扩展休克尔方法可以用于确定分子轨道，但它在计算有机分子的结构方面并不是很有效，但它可以确定不同构型的相对能量。 它使用相当简单的方式计算电子间相互作用，其中电子-电子排斥作用没有被直接的计算。总能量由分子中每个电子的能量相加得到。 扩展休克尔方法的哈密顿矩阵的非…
超冷原子
超冷原子是将原子保持在一个极低温的状态（接近绝对零度，0K），一般来说其典型温度在百纳开左右。在这样的低温状态下，原子的量子力学性质变得十分重要。要到达如此低的温度，则需要好几种技术的配合使用。首先将原子囚禁于磁光阱中，并用激光冷却预冷。一般也需要再利用蒸发制冷，以达到更低的温度。最近，麻省理工学院也有通过激光冷却直接达到的研究成果报导。 当原子被降到足够低的温度时，他们将会处于一种新的量子物态。对于玻色型原子气会产生玻色-爱因斯坦凝聚…
量子跃迁
量子跃迁（quantum jump）又称量子跳跃、量子跳變，是量子系统（原子、分子、原子核）从一个量子态到另一个量子态，并从一个能级到另一个能级的“突然转变”，属一量子物理学术语。当量子系统吸收能量时，会发生向更高能级的转变，此过程称为激发（excitation）；而当量子系统失去能量时，会过渡到较低的能级，此过程称为退激（deexcitation）。 量子跃迁常指电子从原子的一个轨道状态（量子态）跳跃到另一个轨道状态（量子态）上的过程…
爱因斯坦-德哈斯效应
爱因斯坦－德哈斯效应（德文：'），又称作理查森效应（英文：'，名从物理学家欧文·理查森），是由阿尔伯特·爱因斯坦和万德尔·德哈斯在1910年代中期观测并描述的物理现象；此效应揭示了基本粒子的磁场、角动量和自旋之间的关系。 描述 此现象所描述的是，一个依靠细线悬挂在导体线圈中的铁磁体（圆柱体并原先保持静止状态），在线圈上加有一个电流脉冲后会产生铁磁体的力学转动。对应着这个力学转动，铁磁体将具有一个特定的角动量，因此根据角动量守恒定律需要在…
耦合常數
在物理学中，耦合常數决定了相互作用的強度。例如在牛顿万有引力定律和爱因斯坦的广义相对论中，牛顿常数 G_N 就是引力的耦合常数。在粒子物理中，耦合常数的数值常常通过精细结构常数来给出。例如电磁相互作用的精细结构常数为 \alpha = \frac{g_e^2}{4\pi} \simeq \frac{1}{137.036} ， 其中g_e是电磁相互作用的耦合常数，它正比与电子电荷g_e = \frac{e}{\sqrt{\varepsil…