电子|量子力学是如何撑起现代物理学的大厦的？
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老胡说科学
1687年 ， 艾萨克-牛顿爵士出版了《自然哲学原理》（Philosophi Naturalis Principia Mathematica） ， 被认为是科学史上最重要的作品之一 。 该书主要阐述了1）牛顿的运动定律；2）牛顿的万有引力定律；和3）约翰内斯-开普勒的行星运动定律的推导 ， 开普勒首先通过经验获得这些定律 。 现代物理学的整个大厦都建立在牛顿工作的基础上 ， 这就是为什么经典力学在大众科学文化中也被称为 "牛顿力学" 。
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牛顿的《数学原理》
这些定律很好地解释了宏观世界的物理现实 ， 考虑到它们使用了绝对质量、绝对时间和绝对空间的概念 。 换句话说 ， 当涉及到对 "物理过程 "的全面理解和解释时 ， 牛顿力学的效果不错 。 然而 ， 当涉及到用经典力学的概念来解释粒子的世界时 ， 事情就变得有点奇怪了 。
那些在第一次接触到量子理论时没有感到震惊的人不可能理解它——尼尔斯-玻尔 ， 1932-1957年关于原子物理和人类知识的论文
测量结果似乎并不十分合适和准确 。 为什么会出现这种情况？牛顿力学的不足之处是什么 ， 它未能解释量子世界 ， 并诞生了一套全新的定律来解释原子和光子的世界？让我们简单地讨论一下 。
原子的稳定性 。 根据物理学的经典方法 ， 围绕原子核运行的电子在加速从而不断地发射辐射 。 然后 ， 粒子的辐射发射应该导致能量的损失 ， 这意味着电子最终应该与原子核相撞 ， 原子应该是不稳定的 ， 但似乎并不是这样 。 因此 ， 经典力学定律无法解释长期观察到的原子的稳定性 。 而这催生了原子轨道能量量化的概念 ， 这意味着电子只能拥有某些离散的能量值；在这些量化值之间的值是不允许的 。
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【电子|量子力学是如何撑起现代物理学的大厦的？】电子辐射的经典理论 。
光电现象
阿尔伯特-爱因斯坦因提出光电效应而获得1921年诺贝尔物理学奖 。 光电效应解释了光和物质的相互作用 。 在这种现象中 ， 发射电子的能量并不取决于入射辐射的强度 ， 而只取决于其频率 。 这种光与物质相互作用的行为不能用经典力学的概念来解释 。 因此 ， 它只能由光和物质的量子理论来解释 。 光电效应的实验观察提供了以下结论：光电流与入射辐射的强度成正比 ， 发射的光电子的遏止电势的大小以及由此产生的最大动能与发射的辐射的频率成正比 ， 并且存在一个最小阈值频率 ， 因此 ， 如果频率小于这个阈值频率的辐射入射到金属表面 ， 不管辐射的强度如何 ， 都没有光电发射 。
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