大学物理课件【阅读材料】--薛定谔简介--[福州大学...李培官].ppt

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今天是今天是1212九月九月20242024大学物理【阅读材料大学物理【阅读材料】福州大学至诚学院福州大学至诚学院-薛定谔简介薛定谔简介大学物理教研室大学物理教研室李培官李培官2【薛定谔简介】【薛定谔简介】埃尔温埃尔温薛定谔薛定谔（ErwinSchr（ErwinSchrdinger,1887dinger,1887.8.12.8.1219611961.1.4.1.4）3薛定谔薛定谔（Erwin（ErwinSchrSchrdinger,1887dinger,1887.8.12.8.1219611961.1.4.1.4），著名的奥地利著名的奥地利理论物理学家，量子力学的理论物理学家，量子力学的重要奠基人之一，重要奠基人之一，同时在固同时在固体比热、统计热力学、原子体比热、统计热力学、原子光谱等方面享有成就。

光谱等方面享有成就。

19331933年因薛定谔方程获诺贝尔物年因薛定谔方程获诺贝尔物理学奖。

理学奖。

另外，另外，薛定谔对薛定谔对分子生物学的发展也做过工分子生物学的发展也做过工作。

作。

由于他的影响，使物理由于他的影响，使物理学和生物学相结合，形成了学和生物学相结合，形成了现代分子生物学的最显著的现代分子生物学的最显著的特点之一。

特点之一。

【薛定谔简介】【薛定谔简介】4一一.生平简介生平简介薛定谔（薛定谔（18871887.8.12.8.1219611961.1.4.1.4）（德文：

德文：

ErwinSchrdinger;ErwinSchrdinger;英文通常写作英文通常写作ErwinErwinSchrodinger）Schrodinger）奥地利理论物理学家，是波动力学奥地利理论物理学家，是波动力学的创始人。

的创始人。

薛定谔薛定谔18871887年年88月月1212日生于维也纳一日生于维也纳一个油布工厂主的家庭，个油布工厂主的家庭，中学时就对数学、物理学中学时就对数学、物理学和逻辑严谨的古代语法有浓厚的兴趣。

和逻辑严谨的古代语法有浓厚的兴趣。

1906190619101910年，他在维也纳大学物理系学习。

年，他在维也纳大学物理系学习。

19101910年获年获得博士学位得博士学位。

毕业后，在维也纳大学第二物理研。

毕业后，在维也纳大学第二物理研究所工作。

究所工作。

19131913年与年与RRWWFF科耳劳施合写了关科耳劳施合写了关于大气中镭于大气中镭AA（即（即218Po218Po）含量测定的实验物理论）含量测定的实验物理论文，文，为此获得了奥地利帝国科学院的海廷格奖金。

为此获得了奥地利帝国科学院的海廷格奖金。

5第一次世界大战期间，第一次世界大战期间，他服役于一个偏僻的他服役于一个偏僻的炮兵要塞，利用闲暇炮兵要塞，利用闲暇研究理论物理学。

研究理论物理学。

战战后他回到第二物理研后他回到第二物理研究所。

究所。

19201920年移居耶年移居耶拿，担任拿，担任MM维恩的维恩的物理实验室的助手。

物理实验室的助手。

19211921年，薛定谔受聘年，薛定谔受聘到瑞士苏黎士大学任到瑞士苏黎士大学任数学物理学教授，在数学物理学教授，在那里工作了那里工作了66年。

年。

619271927年接替普朗克年接替普朗克任柏林大学理论物任柏林大学理论物理学教授。

理学教授。

同年当同年当选为普鲁士科学院选为普鲁士科学院院士。

院士。

19331933年受德年受德国纳粹党徒的迫害，国纳粹党徒的迫害，离开苏黎士到英国离开苏黎士到英国任牛津大学物理学任牛津大学物理学教授。

教授。

同年和狄拉同年和狄拉克一起荣获诺贝尔克一起荣获诺贝尔物理学奖。

物理学奖。

719571957年薛定谔接受了德国年薛定谔接受了德国高级荣誉勋章高级荣誉勋章。

他还被许。

他还被许多大学和科学团体多大学和科学团体授予荣授予荣誉学位誉学位，其中包括英国伦，其中包括英国伦敦皇家学会、柏林普鲁士敦皇家学会、柏林普鲁士科学院、奥地利科学院等。

科学院、奥地利科学院等。

19571957年他一度病危。

年他一度病危。

19611961年年11月月44日，他因患肺结核日，他因患肺结核在奥地利的阿尔卑巴赫山在奥地利的阿尔卑巴赫山村病逝村病逝。

死后如愿被埋在了阿尔卑死后如愿被埋在了阿尔卑包赫村，他的墓碑上刻着包赫村，他的墓碑上刻着以他命名的薛定谔方程。

以他命名的薛定谔方程。

8二二.主要成就主要成就11创立波动力学创立波动力学除了较少的实验性研究外，薛除了较少的实验性研究外，薛定谔教授实际上把全部注意力定谔教授实际上把全部注意力都集中于理论物理学问题的研都集中于理论物理学问题的研究。

究。

19241924年，法国物理学家德年，法国物理学家德布罗意首先提出了物质波理论，布罗意首先提出了物质波理论，即一切微观粒子，象光一样也即一切微观粒子，象光一样也都具有波粒二象性。

在这一理都具有波粒二象性。

在这一理论的基础上，论的基础上，薛定谔于薛定谔于19261926年年独立地创立了波动力学，提出独立地创立了波动力学，提出了薛定谔方程，确定了波函数了薛定谔方程，确定了波函数的变化规律。

的变化规律。

这与海森伯等人这与海森伯等人几乎同时创立的矩阵力学成为几乎同时创立的矩阵力学成为量子力学的双胞胎。

量子力学的双胞胎。

9这些理论现在已成为这些理论现在已成为研究原子、分子等微研究原子、分子等微观粒子的有力工具，观粒子的有力工具，并奠定了基本粒子相并奠定了基本粒子相互作用的理论基础。

互作用的理论基础。

薛定谔的理论，与海薛定谔的理论，与海森伯所发展的形式不森伯所发展的形式不同，这个理论的数学同，这个理论的数学式子便于实际应用。

式子便于实际应用。

尽管形式上好象两种尽管形式上好象两种完全不同的理论，但完全不同的理论，但是是薛定谔能够证明它薛定谔能够证明它们在数学上是等价的。

们在数学上是等价的。

10薛定谔波动方程提出薛定谔波动方程提出之后，在微观物理学之后，在微观物理学中得到了广泛的应用。

中得到了广泛的应用。

薛定谔的许多科学论薛定谔的许多科学论著中，著中，以以19271927年和年和19281928年发表的波动年发表的波动力学论文集和关力学论文集和关于波动力学的四次演于波动力学的四次演讲最为著名。

讲最为著名。

对于对于固体的比热、统计热固体的比热、统计热力学、原子光谱、镭、力学、原子光谱、镭、时间与空间等方面，时间与空间等方面，他都发表过研究论文。

他都发表过研究论文。

1122推动分子生物学的发展推动分子生物学的发展19441944年，薛定谔还发表了生年，薛定谔还发表了生命是什么？

命是什么？

活细胞的物理活细胞的物理面貌一书（英文版，面貌一书（英文版，19481948；中译本，中译本，19731973）。

）。

在此书中，在此书中，薛定谔试图用热力学、量子力学和化学理论来解薛定谔试图用热力学、量子力学和化学理论来解释生命的本性，释生命的本性，引进了非周期性晶体、负熵、遗引进了非周期性晶体、负熵、遗传密码、量子跃迁式的突变等概念。

传密码、量子跃迁式的突变等概念。

这本书使许这本书使许多青年物理学家开始注意生命科学中提出的问题，多青年物理学家开始注意生命科学中提出的问题，引导人们用物理学、化学方法去研究生命的本性，引导人们用物理学、化学方法去研究生命的本性，使薛定谔成了今天蓬勃发展的分子生物学的先驱。

使薛定谔成了今天蓬勃发展的分子生物学的先驱。

123.3.哲学研究方面：

哲学研究方面：

薛定谔对哲学有浓厚的薛定谔对哲学有浓厚的兴趣兴趣。

早在第一次世界。

早在第一次世界大战时期，他就深入研大战时期，他就深入研究过究过BB斯宾诺莎、斯宾诺莎、AA叔本华、叔本华、EE马赫、马赫、RR西蒙、西蒙、RR阿芬那留斯等阿芬那留斯等人的哲学著作。

人的哲学著作。

晚年，他致力于物理学晚年，他致力于物理学基础和有关哲学问题的基础和有关哲学问题的研究研究，写了科学和人写了科学和人文主义文主义当代的物理当代的物理学（英文版，学（英文版，19511951）等哲学性著作。

等哲学性著作。

13三三.趣闻轶事趣闻轶事1.1.遭遇挑战遭遇挑战有一天，薛定谔就这有一天，薛定谔就这一奇特现象作了一个一奇特现象作了一个讲座。

他受到了一位讲座。

他受到了一位物理学家同行彼得物理学家同行彼得德拜（德拜（PeterDebyePeterDebye）的挑战，的挑战，他问薛定谔：

他问薛定谔：

如果电子是用波来描如果电子是用波来描述的，那么它们的波述的，那么它们的波动方程是什么？

动方程是什么？

142.2.写出方程写出方程自从牛顿创造了微积分，自从牛顿创造了微积分，物理学家们得以用微分方物理学家们得以用微分方程描述波，程描述波，因此薛定谔将因此薛定谔将德拜的问题德拜的问题写出微分写出微分方程当成一项挑战。

方程当成一项挑战。

那个那个月薛定谔外出度假，当回月薛定谔外出度假，当回来的时候他已经写出了方来的时候他已经写出了方程。

正如在他之前的麦克程。

正如在他之前的麦克斯韦采用法拉第的力场，斯韦采用法拉第的力场，提炼出了光的麦克斯韦方提炼出了光的麦克斯韦方程；程；薛定谔采用德布罗意薛定谔采用德布罗意的物质波，提炼出了光子的物质波，提炼出了光子的薛定谔方程。

的薛定谔方程。

153.3.浪漫故事浪漫故事科学史家们作了些努力，试图科学史家们作了些努力，试图搜索出薛定谔发现永久改变现搜索出薛定谔发现永久改变现代物理学和化学面貌的方程时代物理学和化学面貌的方程时究竟做了什么。

究竟做了什么。

显然，薛定谔显然，薛定谔是自由之爱的信奉者，并且一是自由之爱的信奉者，并且一直由情人们或者他的妻子陪伴直由情人们或者他的妻子陪伴着度假。

着度假。

他甚至保留有一份关他甚至保留有一份关于他所有为数众多的情人们的于他所有为数众多的情人们的详细日记存档，对每一次相会详细日记存档，对每一次相会都精心作了编码。

历史学家现都精心作了编码。

历史学家现在认为，在认为，在他发现方程的那个在他发现方程的那个星期，他与他的一位女友住在星期，他与他的一位女友住在阿尔卑斯山的赫维格别墅阿尔卑斯山的赫维格别墅。

1644奥地利的薛定谔奖金奥地利的薛定谔奖金19561956年薛定谔回奥地利，奥地利政府给予他以极年薛定谔回奥地利，奥地利政府给予他以极大的荣誉，设立了以薛定谔的名子命名的国家奖大的荣誉，设立了以薛定谔的名子命名的国家奖金，由奥地利科学院授给。

金，由奥地利科学院授给。

第一次奖金于第一次奖金于19571957年年授与薛定谔本人。

授与薛定谔本人。

1755普朗克和爱因斯坦的赞扬普朗克和爱因斯坦的赞扬论文的发表，引起了知名物理学家的普遍关注，论文的发表，引起了知名物理学家的普遍关注，科学界把科学界把他的方程命名为他的方程命名为“薛定谔方程薛定谔方程”。

对于薛定谔论文的反响，对于薛定谔论文的反响，在原子时代的先驱者一书中有着这样的记载：

在原子时代的先驱者一书中有着这样的记载：

“当当普普朗克朗克于于19261926年年44月接到波动力学的第一篇论文的单行本时，月接到波动力学的第一篇论文的单行本时，立即给薛定谔写信，表示赞扬，立即给薛定谔写信，表示赞扬，信中说：

信中说：

我正像一个好我正像一个好奇的儿童听他久久苦思的谜语那样，聚精会神地拜读您的奇的儿童听他久久苦思的谜语那样，聚精会神地拜读您的论文，并为在我眼前展现的美而感到高兴。

论文，并为在我眼前展现的美而感到高兴。

几个星期之几个星期之后，他又以极大的热情写信告诉薛定谔：

后，他又以极大的热情写信告诉薛定谔：

您可以想象，您可以想象，我怀着怎样的兴趣和振奋的心情，沉浸在对这篇具有划时我怀着怎样的兴趣和振奋的心情，沉浸在对这篇具有划时代的著作的研究之中，尽管现在我在这特殊的思维过程中代的著作的研究之中，尽管现在我在这特殊的思维过程中进行得十分缓慢。

进行得十分缓慢。

爱因斯坦认为爱因斯坦认为：

薛定谔的构思，证实着真正的薛定谔的构思，证实着真正的独创性。

独创性。

”186.6.薛定谔的猫：

薛定谔的猫：

最著名的思想实验是薛定谔的猫，在这个试验中最著名的思想实验是薛定谔的猫，在这个试验中薛定谔薛定谔把量子力学中的反直观的效果转嫁到日常把量子力学中的反直观的效果转嫁到日常生活中的事物上来，生活中的事物上来，并想以此来表达他对想要用并想以此来表达他对想要用一般的统计学说来解释量子物理的拒绝。

一般的统计学说来解释量子物理的拒绝。

19四四.薛定谔语录薛定谔语录即使一百次尝试都已失败，也不应该放弃即使一百次尝试都已失败，也不应该放弃到达目标的希望。

到达目标的希望。

要敢于坚持对真理的信要敢于坚持对真理的信仰。

仰。

要敏锐地注意到，你的特殊专业在人类生要敏锐地注意到，你的特殊专业在人类生活的悲喜剧的舞台上所扮演的角色活的悲喜剧的舞台上所扮演的角色;要联系要联系生活，生活，不仅要联系实际的生活，而且要联不仅要联系实际的生活，而且要联系生活的理想背景，这一点通常显得更为系生活的理想背景，这一点通常显得更为重要重要。

同时，还要使自己紧跟时代。

同时，还要使自己紧跟时代。

如果你不能最终告诉别人你一直在做什么，如果你不能最终告诉别人你一直在做什么，那么，你的研究也就一文不值。

那么，你的研究也就一文不值。

20我们的任务不是去发现我们的任务不是去发现一些别人还没有发现的一些别人还没有发现的东西，而是针对所有人东西，而是针对所有人都看见的东西做一些从都看见的东西做一些从未有过的思考。

未有过的思考。

怀疑主义是廉价又贫瘠怀疑主义是廉价又贫瘠的东西。

一个比前人更的东西。

一个比前人更接近真理并清楚地认识接近真理并清楚地认识到其智力构建的局限性到其智力构建的局限性的人所具有的怀疑主义的人所具有的怀疑主义才是重要而富有成果的。

才是重要而富有成果的。

这种怀疑主义只是成倍这种怀疑主义只是成倍增加某种发现的价值，增加某种发现的价值，而不会降低它的价值。

而不会降低它的价值。

21如果缺乏彼此间的相互理解，教育就无法对那些如果缺乏彼此间的相互理解，教育就无法对那些我们负有责任的孩子产生持久的影响。

我们负有责任的孩子产生持久的影响。

我们热切地想知道自己从哪里来到何处去，但唯我们热切地想知道自己从哪里来到何处去，但唯一可观察的只有身处的这个环境。

这就是为什么一可观察的只有身处的这个环境。

这就是为什么我们如此急切地竭尽全力去寻找答案。

我们如此急切地竭尽全力去寻找答案。

这就是科这就是科学、学问和知识，这就是学、学问和知识，这就是所有精神追求的真正源泉。

所有精神追求的真正源泉。

量子物理学与自由意志问量子物理学与自由意志问题没有任何联系。

如果存题没有任何联系。

如果存在自由意志这样的问题，在自由意志这样的问题，那么物理学最新的发展也那么物理学最新的发展也不会对它有丝毫促进。

不会对它有丝毫促进。

22欢迎指导欢迎指导欢迎指导欢迎指导谢谢谢谢谢谢谢谢