“类比”方法在化学通识课程教学中的应用实践
侯华, 王宝山

Application of Analogy in General Education of Quantum Chemistry to Undergraduates
Hua Hou, Baoshan Wang
表3 传统文化与量子力学理论的类比
量子力学 传统文化 解释
量子化 天下之势,分久必合,合久必分 经典世界的连续图像,量子世界的量子化分立能级。经典力学与量子力学并不是水火不容,甚至可以合二为一(例如QM/MM杂化方法获2013年诺贝尔化学奖)
测不准原理 水至清则无鱼;难得糊涂 两个不互易的物理量(位置与动量、能量与时间等),测量误差大于或等于Planck常数,即无法精确测量,对位置的测量(例如用光)必然会导致动量的改变(例如Compton效应)
叠加态 眼见为实;车到山前必有路 观测导致存在
物质波 如影随形 波粒二象性
零点能 无中生有;空穴来风 物质永远在运动,即使在0 K也有能残余量,零点能是测不准原理的直接结果
量子能级 靠谱 光谱是量子能级存在的直接证据,能级之间的跃迁产生光谱,光谱则是量子力学最有力的测量工具
微扰与组态相互作用方法 蚕食鲸吞 求解薛定谔方程时,微扰法采用微扰项以级数形式逼近真实解,即“蚕食”;组态相互作用则是考虑所有组态之间的相关,即“鲸吞”
耦合蔟方法 墙里开花墙外香 耦合蔟方法起源于核物理领域,并未开展应用,直到被用于量子化学计算,才真正发挥其优势,成为量子化学计算的“黄金标准”