包立 (Pauli)

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包立  (Wolfgang Ernst Pauli)
國立彰化師範大學物理學系研究所許嘉榕研究生/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯

包立提出了一個新的量子自由度(或量子數),有兩個可能的值,以解釋觀測到的分子光譜和發展中的量子力學之間的矛盾。他還提出了包立不相容原理,這可能是他最重要的成果。這個原理指出任何兩個電子無法同時存在於同一個量子狀態。

包立(1900 – 1958)出生於奧地利的維也納。1918 年包立就發表了他的第一篇科學論文,這篇論文是關於阿爾伯特‧愛因斯坦的廣義相對論的。他進入慕尼黑大學,便在是他的博士導師阿諾‧索末菲下工作。在那裡他接受了包立的博士論文,1921年7月包立就電離的氫分子的量力理論獲得哲學博士學位。

此後包立一年在哥廷根大學馬克斯‧玻恩手下做助手,然後他又在哥本哈根後來的尼爾斯玻爾理論物理研究所工作於 1965年。

1923 年到 1928 年他在漢堡大學教書,在這段時間裡他建立了許多現代量子力學理論中重要的工具,尤其他提出了包立不相容原理和非相對論的自旋理論。

包立在物理學上,尤其在量子力學方面,做了許多非常重要的貢獻,但是包立很少發表論文,他比較喜歡與同行(比如與他往來非常密切的尼爾斯‧玻爾和沃納‧海森堡)交換漫長的信件。他的許多主意從未被發表過,而只有在他的書信中出現。他的收信人總是將他的信拷貝後給其他同行們看。包立顯然並不是很關心他的發現,因此後來沒有歸功於他。

  • 1926 年海森堡發表了量子力學的矩陣理論後不久包立就使用這個理論推導出了氫原子的光譜。這個結果對於驗證海森堡理論的可信度非常重要。
  • 1927 年他引入了包立矩陣作為自旋操作符號的基礎,由此解決了非相對論自旋的理論。包立的結果引發了狄拉克發現描述相對論電子的狄拉克方程式。
  • 1928 年包立被任命為瑞士蘇黎世聯邦理工學院理論物理教授。
  • 1930 年在一封給莉澤‧邁特納的信中包立提出了一個到此為止電中性的、無質量的粒子來解釋 $$\beta$$ 衰變的連續光譜。
  • 1934 年恩里科‧費米將這個粒子加入他的衰變理論並稱之為中微子。1959 年中微子被實驗證實。
  • 1940 年包立證明帶半數自旋的粒子是費米子,帶整數的自旋的粒子是玻色子。1928 年包立被任命為瑞士蘇黎世聯邦理工學院理論物理教授。
  • 1945 年包立獲得諾貝爾物理學獎,提名包立的是愛因斯坦,理由是他「通過他 1925 年發現的一個新的自然定律,包立不相容原理,所做出的重要貢獻」。

量子力學不確定性原理 $$\displaystyle\Delta x\Delta p\ge \frac{\hbar}{2}$$


參考資料
1. http://zh.wikipedia.org/zh-hant/ … 7%E6%B3%A1%E5%88%A9
2. http://zh.wikipedia.org/zh-hant/ … 9%E5%8E%9F%E7%90%86
3. http://baike.baidu.com/view/72934.htm

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