1.量子物理學方面的基礎知識讀物

我推薦《上帝擲骰子嗎——量子物理史話》。

我從初三開始看的一本書，個人感覺不錯，很喜歡，條理也很清晰。最初只有電子版，高中是看過好幾遍，因為這段歷史圍繞光本質的糾纏爭論本身就比較糾結，所以當時看的也你是特別理解。

高考完從當當網上買了紙質版的書，又看了一遍。到大學學到這個方向，再去看，又有不同的感受。

這本書沒有多少公式，對于沒有基礎的人比較適合，即便里面有為數不多的幾個很必要的公式，你作為科普基礎讀物來看，也完全可以忽略。是一本好書。

我高一那年還買過一本書，叫《宇宙的本源——通向量子世界的三條途徑》，名字好像是這個，記不大清了，這個寫的相對較深，較為專業(yè)，以我當年看的經歷來說，沒有學過任何相關的知識，不大好理解，沒有上面那本通俗易懂。

2.簡介紹量子力學知識

第四章 量子力學基礎知識 量子力學是研究微觀粒子（如電子，原子和分子等）運動規(guī)律的學科 量子力學的建立經歷了由經典物理學到舊量子論，再由舊量子論到量子力學兩個歷史發(fā)展階段。

4.1 微觀粒子運動的特征 4.1.1 幾個代表性的實驗 經典物理學發(fā)展到19世紀末，在理論上已相當完善，對當時發(fā)現的各種物理現象都能加以理論上的說明。它們主要由牛頓的經典力學，麥克斯韋的電、磁和光的電磁波理論，玻耳茲曼和吉布斯等建立的統計物理學組成。

19世紀末，人們通過實驗發(fā)現了一些新的現象，它們無法用經典物理學解釋，這些具有代表性的實驗有以下3個。 （1）黑體輻射 黑體是指能全部吸收各種波長輻射的物體，它是一種理想的吸收體，同時在加熱它時，又能最大程度地輻射出各種波長的電磁波。

絕熱的開有一個小孔的金屬空腔就是一種良好的黑體模型。進入小孔的輻射，經多次吸收和反射，可使射入的輻射實際上全部被吸收，當空腔受熱時，空腔會發(fā)出輻射，稱為黑體輻射。

實驗發(fā)現，黑體輻射能量與波長的關系主要與溫度有關，而與空腔的形狀和制作空腔的材料無關。在不同溫度下，黑體輻射的能量（亦稱輻射強度）與波長的關系如圖所示。

許多物理學家試圖用經典熱力學和統計力學方法解釋黑體輻射現象。瑞利（Rayleigh J W）和金斯（Jeans J H）把分子物理學中能量按自由度均分的原理用于電磁輻射理論，得到的輻射能量公式在長波處接近實驗結果，在短波處和實驗明顯不符。

特別是瑞利-金斯的理論預示在短波區(qū)域包括紫外以至x射線、γ射線將有越來越高的輻射強度，完全與事實不符，這就是物理學上所謂的“紫外災難”。維恩（Wien W）假設輻射按波長分布類似于麥克斯韋的分子速度分布，得到的公式在短波處和實驗結果接近，在長波處相差很大。

1900年普朗克（Planck M）在深入研究了實驗數據，并在經典力學計算的基礎上首先提出了“能量量子化”的假設，他認為黑體中原子或分子輻射能量時做簡諧振動，這種振子的能量只能采取某一最小能量單位ε0的整數倍數值。ε=nε0, n=1,2,3,。

n稱量子數。并且ε0=hν 其中h稱為普朗克常數，數值為6.626*10-34 J.s 由于量子數n取值的整數性，輻射能量具有跳躍式的不連續(xù)性。

這種能量變化的不連續(xù)性就稱為能量的量子化。在量子化假定基礎上，使振子的各本征振動的能量服從玻爾茲曼分布，得到輻射強度與波長的關系 式中，T為絕對溫度；c是光速；k是玻爾茲曼常數。

這個公式結果和實驗結果完全一致，很好地描述了黑體輻射問題。 下圖中就是1500K時輻射強度實驗數據與瑞利-金斯理論及普朗克理論的比較。

… （2）光電效應 19世紀赫茲發(fā)現光照射到金屬表面上時，金屬表面上會發(fā)射出光電子的現象就是的光電效應。測定裝置示意圖如圖。

當合適頻率的入射光透過石英窗射向金屬電極A時，電極將發(fā)射具有一定動能的電子。在該電極與環(huán)形電極C間施加電壓V，可在檢流計G中檢測到光電流。

當電壓減少至零時，光電流仍有一定大小，說明光電子本身有動能。當電壓變負達到某值時，光電流等于零，此時電壓與電荷的乘積應與光電子的動能相等，由此可估計光電子動能的大小。

實驗中發(fā)現的規(guī)律主要有以下幾點： 每種金屬都有一固定的頻率ν0，稱為臨閾頻率。只有當入射光頻率大于ν0時，才會有光電流產生，否則，無論光強度多大都不會產生光電流。

光電流強度和入射光強度成正比。 光電子電子動能和入射光頻率成線性增長關系，而與入射光強度無關 經典物理學理論認為光的能量應由光的強度決定，即由光的振幅決定，而與光的頻率無關，光的頻率只決定光的顏色。

光電流是金屬內電子吸收入射光能量后逸出金屬表面所產生的，因此，光電流是否產生，以及產生后光電子的動能大小應由光強度決定。這樣的解釋顯然和光電效應實驗相矛盾。

1905年，愛因斯坦提出光子學說，成功地解釋了光電效應，它的主要思想如下： 光的能量只能是最小能量單位ε0（稱光量子）的整數倍，ε=nε0,n=1,2,3，…，n稱為量子數，并且光能量與光子頻率ν成正比，ε0=hν 光子不但有能量，還有質量m，不同頻率的光子具有不同的質量。 光子具有動量P=mc=h/λ 光強度取決于單位體積內的光子數，即光子密度。

根據愛因斯坦的光子學說，當光照射到金屬表面上時，能量為hν的光子被電子所吸收，電子將這部分能量中的一部分用來克服金屬表面對它的吸引力，另一部分轉變成逸出電子的動能。hν0為電子逸出功，所以只有當頻率大于臨閾頻率時，才能有電子逸出，產生光電流。

入射光強度越大，光子密度越大，光子越多，產生的光電流就越大，因此，光電流強度和入射光強度成正比。 （3）氫原子光譜 原子被火焰、電弧等激發(fā)時，能受激而發(fā)光，形成光源。

將它的輻射線通過分光可以得到許多不連續(xù)的明亮的線條，稱為原子光譜。實驗發(fā)現原子光譜是不連續(xù)的線狀光譜。

這又是一個經典物理學不能解釋的現象。下圖就是氫原子的巴爾末線系 %%%%1911年盧瑟福（Rutherford E）用α粒子散射實驗證實了原子模型，認為原子是由電子繞核運動構成的。

經典物理學無法解釋原子光譜現象，因為根據經典電動力學，繞核作。

3.請介紹一下量子力學的基本知識

量子力學簡介 量子力學是研究微觀粒子的運動規(guī)律的物理學分支學科，它主要研究原子、分子、凝聚態(tài)物質，以及原子核和基本粒子的結構、性質的基礎理論，它與相對論一起構成了現代物理學的理論基礎。

量子力學不僅是近代物理學的基礎理論之一，而且在化學等有關學科和許多近代技術中也得到了廣泛的應用。 量子力學的發(fā)展簡史 量子力學是在舊量子論的基礎上發(fā)展起來的。

舊量子論包括普朗克的量子假說、愛因斯坦的光量子理論和玻爾的原子理論。 1900年，普朗克提出輻射量子假說，假定電磁場和物質交換能量是以間斷的形式（能量子）實現的，能量子的大小同輻射頻率成正比，比例常數稱為普朗克常數，從而得出黑體輻射能量分布公式，成功地解釋了黑體輻射現象。

1905年，愛因斯坦引進光量子（光子）的概念，并給出了光子的能量、動量與輻射的頻率和波長的關系，成功地解釋了光電效應。其后，他又提出固體的振動能量也是量子化的，從而解釋了低溫下固體比熱問題。

1913年，玻爾在盧瑟福有核原子模型的基礎上建立起原子的量子理論。 按照這個理論，原子中的電子只能在分立的軌道上運動，原子具有確定的能量，它所處的這種狀態(tài)叫“定態(tài)”，而且原子只有從一個定態(tài)到另一個定態(tài)，才能吸收或輻射能量。

這個理論雖然有許多成功之處，但對于進一步解釋實驗現象還有許多困難。 在人們認識到光具有波動和微粒的二象性之后，為了解釋一些經典理論無法解釋的現象，法國物理學家德布羅意于1923年提出微觀粒子具有波粒二象性的假說。

德布羅意認為：正如光具有波粒二象性一樣，實體的微粒（如電子、原子等）也具有這種性質，即既具有粒子性也具有波動性。這一假說不久就為實驗所證實。

由于微觀粒子具有波粒二象性，微觀粒子所遵循的運動規(guī)律就不同于宏觀物體的運動規(guī)律，描述微觀粒子運動規(guī)律的量子力學也就不同于描述宏觀物體運動規(guī)律的經典力學。 當粒子的大小由微觀過渡到宏觀時，它所遵循的規(guī)律也由量子力學過渡到經典力學。

量子力學與經典力學的差別首先表現在對粒子的狀態(tài)和力學量的描述及其變化規(guī)律上。在量子力學中，粒子的狀態(tài)用波函數描述，它是坐標和時間的復函數。

為了描寫微觀粒子狀態(tài)隨時間變化的規(guī)律，就需要找出波函數所滿足的運動方程。 這個方程是薛定諤在1926年首先找到的，被稱為薛定諤方程。

當微觀粒子處于某一狀態(tài)時，它的力學量（如坐標、動量、角動量、能量等）一般不具有確定的數值，而具有一系列可能值，每個可能值以一定的幾率出現。當粒子所處的狀態(tài)確定時，力學量具有某一可能值的幾率也就完全確定。

這就是1927年，海森伯得出的測不準關系，同時玻爾提出了并協原理，對量子力學給出了進一步的闡釋。 量子力學和狹義相對論的結合產生了相對論量子力學。

經狄拉克、海森伯和泡利等人的工作發(fā)展了量子電動力學。20世紀30年代以后形成了描述各種粒子場的量子化理論——量子場論，它構成了描述基本粒子現象的理論基礎。

量子力學是在舊量子論建立之后發(fā)展建立起來的。舊量子論對經典物理理論加以某種人為的修正或附加條件以便解釋微觀領域中的一些現象。

由于舊量子論不能令人滿意，人們在尋找微觀領域的規(guī)律時，從兩條不同的道路建立了量子力學。 1925年，海森堡基于物理理論只處理可觀察量的認識，拋棄了不可觀察的軌道概念，并從可觀察的輻射頻率及其強度出發(fā)，和玻恩、約爾丹一起建立起矩陣力學；1926年，薛定諤基于量子性是微觀體系波動性的反映這一認識，找到了微觀體系的運動方程，從而建立起波動力學，其后不久還證明了波動力學和矩陣力學的數學等價性；狄拉克和約爾丹各自獨立地發(fā)展了一種普遍的變換理論，給出量子力學簡潔、完善的數學表達形式。

量子力學的基本內容 量子力學的基本原理包括量子態(tài)的概念，運動方程、理論概念和觀測物理量之間的對應規(guī)則和物理原理。 在量子力學中，一個物理體系的狀態(tài)由波函數表示，波函數的任意線性疊加仍然代表體系的一種可能狀態(tài)。

狀態(tài)隨時間的變化遵循一個線性微分方程，該方程預言體系的行為，物理量由滿足一定條件的、代表某種運算的算符表示；測量處于某一狀態(tài)的物理體系的某一物理量的操作，對應于代表該量的算符對其波函數的作用；測量的可能取值由該算符的本征方程決定，測量的期待值由一個包含該算符的積分方程計算。 波函數的平方代表作為其變數的物理量出現的幾率。

根據這些基本原理并附以其他必要的假設，量子力學可以解釋原子和亞原子的各種現象。 關于量子力學的解釋涉及許多哲學問題，其核心是因果性和物理實在問題。

按動力學意義上的因果律說，量子力學的運動方程也是因果律方程，當體系的某一時刻的狀態(tài)被知道時，可以根據運動方程預言它的未來和過去任意時刻的狀態(tài)。 但量子力學的預言和經典物理學運動方程（質點運動方程和波動方程）的預言在性質上是不同的。

在經典物理學理論中，對一個體系的測量不會改變它的狀態(tài)，它只有一種變化，并按運動方程演進。因此，運動方程對決定體系狀態(tài)的力學量可以作出確定的預言。

但在量子力學中，體。

4.什么是量子

量子力學的誕生量子力學和相對論是近代物理的兩大支柱，兩者都改變了人們對物質世界的根本認識，并對20世紀的科學技術、生產實踐起了決定性的推動作用。

相對論以相對時空觀取代源于常識的絕對時空觀，量子力學則以概率世界取代確定性世界。比起相對論來，量子力學對于變革傳統觀念也許具有更為深層次的意義。

前者還保留了許多傳統概念如力、軌道等概念，但后者卻把這一切都拋棄了。1900~1926年是量子力學的醞釀時期，此時的量子力學是半經典半量子的學說，稱為舊量子論，開始于德國物理學家普朗克對黑體輻射的研究。

黑體輻射是1900年經典物理（牛頓力學、麥克斯韋電動力學、熱力學與統計物理）所無法解決的幾個難題之一。舊理論導出的黑體輻射譜會產生發(fā)散困難，與實驗不符。

普朗克于是提出“能量子”概念，認為黑體由大量振子組成，每個振子的能量是振子頻率的整數倍，這樣導出的黑體輻射譜與實驗完全符合?！澳芰孔印笔切碌母拍?，它表明微觀系統的能量有可能是間隔的、跳躍式的，這與經典物理完全不同，普朗克因此就這樣吹響了新的物理征程的號角，這成為近代物理的開端之一。

1905年，愛因斯坦把普朗克的“能量子”概念又向前推進了一步，認為輻射能量本來就是一份一份的，非獨振子所致，每一份都有一個物質承擔者——光量子，從而成功地解釋了光電效應。愛因斯坦本人在幾年后又比較成功地把量子論用到固體比熱問題中去。

1912年，丹麥青年玻爾根據普朗克的量子論、愛因斯坦的光子學說以及盧瑟福的原子行星式結構模型，成功地導出了氫原子光譜線位置所滿足的公式，從這以后掀起了研究量子論的熱潮。1924年，法國貴族青年德布洛意根據光的波粒二象性理論、相對論及玻爾理論，推斷認為一般實物粒子也應具有波動性，提出了物質波的概念，經愛因斯坦褒揚及實驗驗證，直接導致了1926年奧地利學者薛定諤發(fā)明了量子力學的波動方程。

與此同時，受玻爾對應原理和并協原理影響的德國青年海森堡提出了與薛定諤波動力學等價但形式不同的矩陣力學，也能成功地解釋原子光譜問題。矩陣力學和波動力學統稱量子力學，量子力學就這樣正式誕生。

量子力學與經典力學對物質的描述有根本區(qū)別。量子力學認為“粒子軌道”概念是沒有意義的，因為我們不可能同時確定一個粒子的動量和位置，我們能知道的就是粒子在空間出現的幾率。

量子力學用波函數和算符化的力學量取代過去的軌道和速度等概念，將不可對易代數引進了物理。量子力學還第一次把復數引入了進來。

過去物理中引入復數只是一個為了方便的技巧，并無實質意義，但在量子力學中，虛數具有基本的物理意義，正如英國物理學家狄拉克在70年代所說的：“……這個復相位是極其重要的，因為它是所有涉現象的根源，而它的物理意義是隱含難解的……正是由于它隱藏得如此巧妙，人們才沒有能更早地建立量子力學?！笨梢姀蛿档谝淮卧诹孔恿W中產生了不可被替代的物理意義。

這個狄拉克在20年代后半期把當時薛定諤的非相對論性波動方程推廣到相對論情形，第一次實現了量子力學和相對論的聯姻。狄拉克所建立的方程是描述電子等一大類自旋為半整數的粒子的相對論性波動方程。

由于組成現實世界的物質是自旋都為 1/2 的電子、質子和中子，所以狄拉克方程顯然特別重要。狄拉克方程能自然地預言電子的自旋為1/2 ，解釋氫原子的精細結構，又預言存在正電子。

不久，安德森就找到了正電子。狄拉克方程成為量子力學最有名的方程之一。

這個狄拉克還將電磁場量子化，從理論上證實了1905年愛因斯坦的光子學說的最重要觀點——光是由光子組成的。作為一個體系，量子力學的建立大致在20世紀20年代末完成，此后量子力學就被應用到實際問題中去了。

量子力學的基礎和應用對于許多人來說，也許量子力學比相對論更為有用。后者一般用于研究基本粒子的產生和相互轉化以及大尺度的時空結構，但對于20世紀人類的生產生活，原子層次的世界顯得更為重要。

30年代，量子力學用于固體物理，建立了凝聚態(tài)物理學，又用于分子物理，建立了量子化學。在此之上，材料科學、激光技術、超導物理等學科蓬勃發(fā)展，為深刻影響20世紀人們生活方式的計算機技術、信息技術、能源技術的發(fā)展打下了基礎。

在20世紀上半期，量子力學深入到微觀世界，發(fā)展了原子核結構與動力學理論，提出了關于原子核結構的殼層模型和集體模型，研究了原子核的主要反應如α、β、γ嬗變過程。在天體物理中，必須要用到量子力學。

對于那些密度很大的天體，如白矮星、中子星，當核燃料耗盡時，恒星的引力將使它坍縮，高密度天體的的費米溫度很高，比恒星實際溫度高得多，白矮星的電子氣兼并壓和中子星的中子兼并壓抗衡了引力，此時量子力學效應對于星體的形成起了決定性的作用。對于黑洞，其附近的狄拉克真空正負能級會發(fā)生交錯，因此有些負能粒子將可能通過隧道效應穿透禁區(qū)成為正能粒子，飛向遠方。

黑洞的量子力學效應很有意義，值得研究。盡管量子力學取得了巨大成功，但是由于相對于牛頓力學而言，量子力學與常識的決裂更為徹底，因此對于量子力。

5.量子力學究竟有多反常識

很多。但因為本人是量子學小白。只能做最淺顯的科普。有興趣的可以去看相關書籍。

1. 流傳最廣的應該就是薛定諤的貓了，也就是衰變是看概率的，雖然大樣本量上一堆微粒在半衰期內來看衰與不衰是50%的概率，但是對單個微粒來說要看他的心情（不到最后觀測的時候不知道結果）。。。。要知道即使是愛因斯坦的“相對時空觀”中“相對”也指的是時間是會隨空間（速度）變化的量（對應牛頓的空間和時間相互獨立），因果關系是絕對的。知道所有的起始狀態(tài)，知道事物的規(guī)律，就準確預測出接下來的結果（決定論）。量子學這個觀測事實顛覆了這點。（同時也引起了愛因斯坦的強烈反對：“上帝不會投骰子”。PS.薛定諤本人和愛因斯坦一樣是決定論者，提出貓這個模型其實是薛定諤為了表達對這個理論有多無奈）

2. 海森伯的不確定性原則（舊稱“測不準原則”）：你不可能同時知道一個粒子的位置和它的速度，粒子位置的不確定性，必然大于或等于普朗克常數。換句話說，上面那個告訴你你只能獲得一個概率性結果。這個是告訴你，粒子的初始的（或者通俗點說是當前的）屬性，你都沒法完全確定，誤差始終是大于一個常數的。（如果誤差有大有小，意味著有可能最后精確預測，一直大于某種常數，意味著永遠達不到。）

3. 量子糾纏。量子糾纏是粒子在由兩個或兩個以上粒子組成系統中相互影響的現象，雖然粒子在空間上可能分開。換句話來說，兩個親熱過的粒子（“理論中的說法是處于糾纏態(tài)的粒子”，只知道科學家已經發(fā)現，以我的智商沒完全理解是什么狀態(tài)，只能含糊舉例）就算離很遠（4光年這么遠），一個屬性發(fā)生改變了，另外一個也會隨即發(fā)生改變。根據愛因斯坦的模型，光是極限速度，沒東西比他快，能量傳輸也滿足這個規(guī)定（因為能量傳輸要靠物質，如光）。然后，一個東西的狀態(tài)改變需要能量。如果量子糾纏存在，就說明粒子間有種比光還快好幾個數量級的能量傳遞方式，那光速絕對這個東西就到頭了。物理世界的因果又講不清楚了。（相信了解愛因斯坦的相對論的推理的都知道，如果有東西比光還快，會造成奇怪的因果問題）。

其他還有很多。但是我這個小白了解的不多，就不誤導了。希望有用。

6.求量子力學入門知識

量子力學（Quantum Mechanics）是研究微觀粒子的運動規(guī)律的物理學分支學科，它主要研究原子、分子、凝聚態(tài)物質，以及原子核和基本粒子的結構、性質的基礎理論，它與相對論一起構成了現代物理學的理論基礎。

量子力學不僅是近代物理學的基礎理論之一，而且在化學等有關學科和許多近代技術中也得到了廣泛的應用。 有人引用量子力學中的隨機性支持自由意志說，但是第一，這種微觀尺度上的隨機性和通常意義下的宏觀的自由意志之間仍然有著難以逾越的距離；第二，這種隨機性是否不可約簡（irreducible）還難以證明，因為人們在微觀尺度上的觀察能力仍然有限。

自然界是否真有隨機性還是一個懸而未決的問題。對這個鴻溝起決定作用的就是普朗克常數。

統計學中的許多隨機事件的例子，嚴格說來實為決定性的。 量子力學是在舊量子論的基礎上發(fā)展起來的。

舊量子論包括普朗克的量子假說、愛因斯坦的光量子理論和玻爾的原子理論。 1900年，普朗克提出輻射量子假說，假定電磁場和物質交換能量是以間斷的形式（能量子）實現的，能量子的大小同輻射頻率成正比，比例常數稱為普朗克常數，從而得出黑體輻射能量分布公式，成功地解釋了黑體輻射現象。

1905年，愛因斯坦引進光量子（光子）的概念，并給出了光子的能量、動量與輻射的頻率和波長的關系，成功地解釋了光電效應。其后，他又提出固體的振動能量也是量子化的，從而解釋了低溫下固體比熱問題。

1913年，玻爾在盧瑟福原有核原子模型的基礎上建立起原子的量子理論。按照這個理論，原子中的電子只能在分立的軌道上運動，在軌道上運動時候電子既不吸收能量，也不放出能量。

原子具有確定的能量，它所處的這種狀態(tài)叫“定態(tài)”，而且原子只有從一個定態(tài)到另一個定態(tài)，才能吸收或輻射能量。這個理論雖然有許多成功之處，但對于進一步解釋實驗現象還有許多困難。

在人們認識到光具有波動和微粒的二象性之后，為了解釋一些經典理論無法解釋的現象，法國物理學家德布羅意于1923年提出了物質波這一概念。認為一切微觀粒子均伴隨著一個波，這就是所謂的德布羅意波。

德布羅意的物質波方程：E=?ω，p=h/λ，其中?=h/2π，可以由E=p²/2m得到λ=√（h²/2mE）。 由于微觀粒子具有波粒二象性，微觀粒子所遵循的運動規(guī)律就不同于宏觀物體的運動規(guī)律，描述微觀粒子運動規(guī)律的量子力學也就不同于描述宏觀物體運動規(guī)律的經典力學。

當粒子的大小由微觀過渡到宏觀時，它所遵循的規(guī)律也由量子力學過渡到經典力學。 量子力學與經典力學的差別首先表現在對粒子的狀態(tài)和力學量的描述及其變化規(guī)律上。

在量子力學中，粒子的狀態(tài)用波函數描述，它是坐標和時間的復函數。為了描寫微觀粒子狀態(tài)隨時間變化的規(guī)律，就需要找出波函數所滿足的運動方程。

這個方程是薛定諤在1926年首先找到的，被稱為薛定諤方程。 當微觀粒子處于某一狀態(tài)時，它的力學量（如坐標、動量、角動量、能量等）一般不具有確定的數值，而具有一系列可能值，每個可能值以一定的幾率出現。

當粒子所處的狀態(tài)確定時，力學量具有某一可能值的幾率也就完全確定。這就是1927年，海森伯得出的測不準關系，同時玻爾提出了并協原理，對量子力學給出了進一步的闡釋。

量子力學和狹義相對論的結合產生了相對論量子力學。經狄拉克、海森伯（又稱海森堡，下同）和泡利（pauli）等人的工作發(fā)展了量子電動力學。

20世紀30年代以后形成了描述各種粒子場的量子化理論——量子場論，它構成了描述基本粒子現象的理論基礎。 量子力學是在舊量子論建立之后發(fā)展建立起來的。

舊量子論對經典物理理論加以某種人為的修正或附加條件以便解釋微觀領域中的一些現象。由于舊量子論不能令人滿意，人們在尋找微觀領域的規(guī)律時，從兩條不同的道路建立了量子力學。

1925年，海森堡基于物理理論只處理可觀察量的認識，拋棄了不可觀察的軌道概念，并從可觀察的輻射頻率及其強度出發(fā)，和玻恩、約爾丹一起建立起矩陣力學；1926年，薛定諤基于量子性是微觀體系波動性的反映這一認識，找到了微觀體系的運動方程，從而建立起波動力學，其后不久還證明了波動力學和矩陣力學的數學等價性；狄拉克和約爾丹各自獨立地發(fā)展了一種普遍的變換理論，給出量子力學簡潔、完善的數學表達形式。 海森堡還提出了測不準原理，原理的公式表達如下：ΔxΔp≥?/2。

量子力學的基本原理包括量子態(tài)的概念，運動方程、理論概念和觀測物理量之間的對應規(guī)則和物理原理。 在量子力學中，一個物理體系的狀態(tài)由態(tài)函數表示，態(tài)函數的任意線性疊加仍然代表體系的一種可能狀態(tài)。

狀態(tài)隨時間的變化遵循一個線性微分方程，該方程預言體系的行為，物理量由滿足一定條件的、代表某種運算的算符表示；測量處于某一狀態(tài)的物理體系的某一物理量的操作，對應于代表該量的算符對其態(tài)函數的作用；測量的可能取值由該算符的本征方程決定，測量的期待值由一個包含該算符的積分方程計算。 （一般而言，量子力學并不對一次觀測確定地預言一個單獨的結果.取而代之，它預言一組可能發(fā)生的不同結果，并告訴我們每個結果。