物质世界微观粒子运动规律——量子力学
量子力学建立经典物理学基础之上，主要研究物质世界的微观粒子运动规律。量子力学的研究对象是“物质世界的微观粒子运动规律”。其中，物质（matter）是构成宇宙间一切物体的实物和场。
- 经典物理学遇到的困难
1. 黑体辐射
维恩、瑞利分别通过经典热力学和电动力学以及经典电磁理论及统计物理学得到了瑞利金斯公式，以预测单位体积频率辐射能量。然而，在频率趋于无穷大时，辐射能量也趋于无穷大，与测得的实验结果矛盾，即紫外线灾难。
普朗克在瑞利金斯公式以及维恩公式的基础上，进一步对于实验曲线进行研究。得到了著名的普朗克公式，但它是一个经验公式。
经过经典理论框架内的严格推导与分析得到的黑体辐射公式与实验结果均不一致。这意味着对于黑体辐射这一问题，仅依靠经典物理理论是无法解决的。
2. 光电效应
光电效应实验的结果表明，当光的频率大于某个临界值时，金属材料电极才有可能发射光电子，这一临界值被称为光的临界频率。光频率低于临界频率时，无论光强度、光时长多大，均无光电子产生。事实上，光强度仅仅影响光电子的数目。
然而，经典理论认为：光强度通过影响金属中电子强迫振动从而对能量较大的电子脱离金属表面成为光电子。显然，经典理论的分析与实验结果相矛盾。
3.氢原子光谱
不同谱线系中，原子光谱的波数均可以用一个普遍公式进行表示。也基本遵循一定的规律，即光谱是线状的，谱线有一定位置；每一条谱线的波数都可以表示为两光谱项只差；谱线之间均有一定的关系。
经典电磁理论无法解释原子光谱的普遍规律，同时，按照经典电磁理论进行分析，与实验规律也互相矛盾。
4. 原子的稳定性
按照经典电动力学理论，电子在核外做加速运动过程中不断发出辐射能，使得电子能量减小。因此，围绕原子核运动的电子，会因为能量不断降低而掉入原子核中去，原子核会因此崩溃，不会存在稳定的原子。然而，这与现实世界是矛盾的。这同样意味着经典物理学无法解释这一事实。
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