武漢市
[拼音]:duiying yuanli
[外文]:correspondence principle
表述量子理論與經典物理學關係的原理。它指出:在大量子數極限的情況下,量子體系的行為將漸近地趨於與經典力學體系的相同。在N.玻爾1913年發表的劃時代論文──“偉大的三部曲”中,已經可以明顯看出對應原理思想的萌芽,雖然文中並未提及對應原理這個詞彙。同年12月,玻爾在丹麥物理學會的報告中,又特別強調了這個思想的重要性。對應原理的系統闡述最早見於玻爾在1918年寫的文章,而正式使用這個詞是在1920年。所以後來人們把從玻爾的量子論提出到量子力學建立之前(1913~1924)的量子理論稱為“對應原理的量子力學”。W.K.海森伯的矩陣力學的提出,可以認為是“對應原理的邏輯上發展的結果”。
事實上,玻爾在“偉大的三部曲”的第一篇文章的第3節中,就是根據對應原理思想求出氫原子能級公式的,在同一節中還匯出了圓軌道的角動量量子化條件(J=n媡,n=1,2,3,…)。後來A.索末菲等推廣此工作,給出了一般的量子化條件:
和pk是一對共軛的正則座標和動量。但是後來發現,這種用相空間積分形式給出的量子化條件在有些情況下給出很荒謬的結果。
對應原理之所以如此重要,還有另一個原因。在光譜觀測中,除了光譜線的波長(頻率)之外,還有另外一個可觀測量,即光譜線的相對強度,它與相應的躍遷機率成比例。對於這個問題,量子化條件是無能為力的,但根據對應原理可以在一定程度上解決。對此問題,N.玻爾與A.愛因斯坦都有貢獻。愛因斯坦根據玻爾的量子躍遷概念,重新探討了物質原子與電磁輻射的作用,解決了自發輻射問題,並給出了一個匯出普朗克黑體輻射公式的簡單而漂亮的方法。玻爾根據對應原理思想給出了計算自發輻射係數的方法。
參考書目
J.R.Nielsen,ed.,Niels Bohr Collected Works,Vol.3,The Correspondence Principle(1918~1923),North-Holland, Amsterdam,1976.
F. Hund,The History of Quantum Theory,Trans.G.Reece, Harrap, London,1974.
曾謹言、喀興林:對應原理在量子論發展中所起的作用,《大學物理》,第9期,第10~14頁,1985。