材料设计与计算方法第三章 第一性原理初涉
34页1、第三章第一性原理初涉 编辑课件量子力学根本理论编辑课件第一性原理是一种精确的材料预测和评估方法,可以预测材料的结构及光学、电学、磁性等方面的性质。特点是不依赖于经验参数,直接求解材料的最根本的量子力学方程。是什么?量子力学根本理论物理学的重大变革:在19世纪,经典力学的根本框架 牛顿力学、热力学及麦克斯韦电磁理论 已经建立,并具有完美简洁的形式。剩下的问题似乎只是对该体系作进一步完善。许多物理学家认为物理学的重要定律均已找到,伟大的发现不会再有了。英国著名物理学家开尔文在一篇展望20世纪物理学的文章中,就曾谈到:“在已经根本建成的科学大厦中,后代物理学家只要做一些零碎的修补工作就行了。编辑课件量子力学根本理论然而:开尔文也同时提到“动力理论肯定了热和光是运动的两种方式,现在,它的美丽而晴朗的天空却被两朵乌云笼罩了,第一朵乌云出现在光的波动理论上,第二朵乌云出现在关于能量均分的麦克斯韦-玻尔兹曼理论上。第一朵乌云,主要是指迈克尔逊-莫雷实验结果和以太漂移说相矛盾;他所说的第二朵乌云,主要是指热学中的能量均分定那么在气体比热以及势辐射能谱的理论解释中得出与实验不等的结果,其中尤以黑体辐射理
2、论出现的“紫外灾难最为突出。编辑课件量子力学根本理论物理学开展的历史说明,正是这两朵小小的乌云,终于酿成了一场大风暴。迈克尔逊-莫雷实验促使狭义相对论的诞生。黑体辐射促使了量子力学的诞生。编辑课件量子力学根本理论第一朵乌云迈克耳逊-莫雷实验与以太说破灭水波的传播要有水做媒介,声波的传播要有空气做媒介;光波为什么能在真空中传播?-以太。最早提出以太的是古希腊哲学家亚里士多德。牛顿为了解释引力在真空中的传播,复活了亚里士多德的以太说,认为以太是宇宙真空中引力的传播介质。后来的物理学家又开展了以太说,认为以太也是光波的传播介质。光和引力一样,是由以太传播的。他们还假定整个宇宙空间都充满了以太,以太是一种由非常小的弹性球组成的稀薄的、感觉不到的媒介。编辑课件量子力学根本理论第一朵乌云迈克耳逊-莫雷实验与以太说破灭19世纪时,麦克斯韦电磁理论也把传播光和电磁波的介质说成是一种没有重量,可以绝对渗透的“以太。“以太既具有电磁的性质,又是电磁作用的传递者,又具有机械力学的性质,它是绝对静止的参考系,一切运动都相对于它进行。这样,电磁理论因牛顿力学取得协调一致。“以太是光、电、磁的共同载体的概念为人们
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