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插图来源

本页记录讲义所用实验图片、人物图与模型图的出处。图片均保存在本地,点击来源链接可以查看原始介绍。

单电子干涉实验

第一讲单电子干涉小节与独立样节采用以下资料。

  • 逐点累积实验图: 外村彰(Akira Tonomura)团队;Wikimedia Commons贡献者Belsazar。图片页说明图像来自外村彰提供的材料。选用CC BY-SA 3.0许可,保留署名,原图未裁剪或改色,仅设置显示尺寸。
  • 电子双棱镜装置示意: Hitachi,Double-slit experiment。文件为 figures/sample-electron/tonomura-apparatus.gif,用于说明电子源、双棱镜和探测器。该图按原网页出处署名,开放再分发许可尚未核实。
  • 外村彰肖像: JST ERATO,研究项目介绍。文件为 figures/sample-electron/tonomura-portrait.jpg。开放再分发许可尚未核实。

实验论文:A. Tonomura等,Demonstration of Single-Electron Buildup of an Interference PatternAmerican Journal of Physics 57,117–120(1989)。实验使用电子双棱镜,图中的条纹由逐次电子探测记录累积而成。

NIST离子阱照片

第一讲“光与控制”部分采用Y. Colombe/NIST摄影,图片编号11PML011。

来源:NIST:Quantum Computing—Ion Trapping。使用依据为NIST Copyrights and Disclaimers中关于未标注版权限制的公开资料及图片署名的说明。原图未修改,仅设置网页尺寸。图中展示用于操控离子的电极、支架与连线。

教师原课件中的人物和历史图片

以下图片取自教师提供的《从量子力学到量子信息科学.pptx》,保存在 figures/people/。文件名中的页码便于回查原课件。

文件 本讲用途
s4-image6.png 普朗克不同时期肖像
s4-image9.png 玻尔与爱因斯坦合影,玻尔在左、爱因斯坦在右
s4-image8.png 玻尔肖像
s5-image10.png 德布罗意肖像
s5-image11.png 薛定谔肖像
s5-image12.png 海森堡肖像
s12-image20.jpeg 薛定谔猫的概念插图
s13-image23.png Bell肖像
s13-image22.jpeg 2022年诺贝尔物理学奖相关人物图
s21-image30.png Feynman肖像
s21-image31.png Deutsch肖像
s25-image37.png Shor肖像

玻尔与爱因斯坦合影的摄影者为Paul Ehrenfest,可对照原照片资料页。图中左为玻尔、右为爱因斯坦,照片年份与正文所列工作年份不同。

其中,薛定谔猫插图内署名为“搜狐号@大可数学人生工作室”;2022年诺贝尔奖人物插画署名为Niklas Elmehed / Nobel Prize Outreach。

这些图片的当前可追溯来源是教师原课件;原摄影者、绘图者及开放许可尚未逐一核实。人物生平与物理史实另有正文文献支持。面向公开网站发布时,可逐张补齐许可或换用来源明确的替代图片。

本项目生成的模型图

第一讲中的黑体、光电效应、氢谱线、二能级、Bell装置与相关、半导体与受激辐射、模21周期及傅里叶概率图保存在 figures/lecture01/。它们根据本讲的模型生成:黑体近似对照图采用2000 K,并用相对误差标明有效范围;光电效应示例取逸出功2 eV;Bell采用理想偏振纠缠态 \(|\Phi^+\rangle=(|HH\rangle+|VV\rangle)/\sqrt2\),同方向测量结果相同;傅里叶图使用64标签、余数为1的11项条件态。

电子样节的复数箭头、八位置概率与模拟计数图,由 scripts/make_electron_sample.py 生成。补充讲义A中的Mach–Zehnder装置、复平面概率幅、干涉曲线与有限次计数图,由 scripts/make_figures.py 生成。有限次计数使用固定随机种子,展示理想模型的统计波动。

算法工作量增长图

第一讲开场的 figures/lecture01/complexity-growth.svg 由教学模型生成,比较朴素试除、数域筛启发式渐近主项与三次多项式示例。横轴为十进制位数,三条曲线分别在20位处归一化,纵轴为对数刻度。数域筛使用标准主项常数,蓝色多项式曲线用于说明增长类型。公式和参数见正文展开框。

黑体辐射的教学插图

正文对照图采用教师提供的教材截图,保存在 figures/external/textbook-blackbody.png。图中包含实验点及维恩、瑞利–金斯、普朗克曲线;截图未附教材名称、页码和实验温度,书目信息待补。

此前的IIT Bombay对照图已退出正文展示,旧文件仅作历史存档。

空腔图来自Samuel J. Ling、Jeff Sanny、William Moebs编写,OpenStax出版的《University Physics Volume 3》第6.1节:Blackbody Radiation,图6.2。图片原样保留,许可为CC BY-NC-SA 4.0Access for free at OpenStax

公式展开框中的 blackbody-limits.svgscripts/make_blackbody_limits.py 根据2000 K下的三条公式绘制;上图比较0.25—6 μm的谱形,下图延伸到200 μm,以近似公式与Planck公式的比值标明误差不超过5%的有效范围。三条均为理论曲线。

黑体辐射与光电效应的视频、交互模拟

第一讲与课堂保持相同的视频选择。灯丝加热、光电效应和双缝动画三个MP4副本保存在 assets/videos/,可随讲义离线回看。PhET和OSP交互模型也随讲义保存;Quantum Flytrap选读实验与外部文献仍需联网。视频为实验演示或动画,模拟为理论模型的可视化。模拟来源与本地适配光电效应说明保留原记录。

资源 提供者与来源 讲义中的用途
灯丝加热与黑体辐射 BYU Physics Demonstrations,Blackbody radiation 与课堂一致的约58秒实验视频,本地文件 blackbody-byu.mp4
Blackbody Spectrum PhET Interactive Simulations,University of Colorado Boulder,中文模拟 调温并比较谱峰位置、辐射强弱与颜色
Photoelectric Effect WSU Physics Videos,Weber State University,视频实验说明 比较可见光和紫外光使带负电锌板放电的效果
Photoelectric Effect Simulator OSP Singapore;Fu-Kwun Hwang、lookang、tina、Félix J. García Clemente,资源与嵌入说明 分别改变波长、光强和电压,观察电子与电流

原子光谱的实验影像与交互模型

  • 氢放电管的可见光谱图: Umop503的原创作品,Wikimedia Commons来源页,2021年4月19日,CC0 1.0。图像保存在 figures/external/hydrogen-emission-spectrum.png,原样使用;无波长标尺,正文不由像素位置推算波长或由图像亮度推算相对强度。
  • 连续与线状光谱对比: atomic-spectra-comparison.svg 沿用课堂模型图,统一400—700 nm标尺;中性氢、氦、汞的代表性空气波长来自NIST氢表氦表汞表。不表示完整谱线清单或实测相对强度。原来的长光谱视频已从正文移除。
  • Models of the Hydrogen Atom: PhET Interactive Simulations,University of Colorado Boulder,中文HTML5模拟官方模型说明。本地HTML副本嵌入,提供光谱、能级两个页面;界面中原子动画和“实验”模式均为软件模拟。

此前生成的 balmer.svg 保留在公式后的计算展开框,用于核对模型波长与跃迁,正文的现象展示改用上述资源。

课后同步的图像与视频(2026年9月14日)

  • 玻恩统计与不确定性: born-distribution-wide.svguncertainty.svg 沿用本课件的高斯模型图。前者是模拟计数与理论密度,后者使用无量纲单位,取ħ=1;均非历史实验数据。
  • 双缝动画: double-slit-cartoon.mp4 和海报 slide10-image18.png 来自教师原PPT第10页;本地完整保留画面和音轨。动画的拟人化表现用于教学,不能据其画面推断粒子的经典轨迹或意识导致测量。
  • 历史背景: 《上帝掷骰子吗?》封面与《奥本海默》海报来自教师原课件。quantum-history-zhang.jpg 是张天蓉所著《群星闪耀——量子物理史话》,对应清华大学出版社书目,2021年,ISBN 9787302565048。书名与副标题一起列出,作者单列。
  • IBM整机照片: ibm-quantum-system-two-2026.jpg 来自IBM 2026年9月10日新闻稿的Poughkeepsie配图,版权归IBM。图中是美国既有Quantum System Two超导量子计算系统;新闻稿报道瑞士合作,不意味着该图摄于瑞士。发布日期与照片拍摄日期分开处理。

以上资源从当前课堂课件同步到讲义;复制不改变原始署名与许可条件。图片说明区分整机、装置部件、理论模型和实拍结果。