物理学与人类文明(多媒体课件)4

1、 量子力学前夜量子力学前夜 “ 在已经基本建成的科学大厦中在已经基本建成的科学大厦中, 后辈物理学家似乎只要做一些零碎的后辈物理学家似乎只要做一些零碎的 修补工作就行了修补工作就行了, ” - Thomson Lord Kelvin (英) 1900 年 4 月 二十世纪不同时期物理学的重大突破列举二十世纪不同时期物理学的重大突破列举 19001900-1909 1909 阴极射线研究，黑体辐射理论，无线电报，阴极射线研究，黑体辐射理论，无线电报， 相对论，测定电子电量，光电效应相对论，测定电子电量，光电效应 19501950-1959 1959 弱相互作用下宇称不守恒，发现反质子，弱相互作用

2、下宇称不守恒，发现反质子， 穆斯堡尔效应，穆斯堡尔效应，BCSBCS 超导电性理论，全息照相超导电性理论，全息照相 19901990-1999 1999 介观纳米物理，介观纳米物理，C C6060及其家族，超弦理论突破，及其家族，超弦理论突破， 原子操作，巨磁阻效应，原子激光原子操作，巨磁阻效应，原子激光, , 量子通讯量子通讯 （b b）卢瑟福原子模型）卢瑟福原子模型 （行星模型或核式模型）（行星模型或核式模型） - -e e +Ze+Ze 核式结构核式结构 原子半径原子半径 10 10 - -10 10 米米 核半径核半径 10 10 - -15 15 米米 核质量核质量 99 99. .

3、9 % 9 % 原子质量原子质量 计算结果与实验事实计算结果与实验事实相符相符！ 外层电子跃迁外层电子跃迁 可见光可见光 内层电子跃迁内层电子跃迁 分裂分裂 X X 射线射线 h h 可见光可见光 分裂分裂 x x 射线射线 -普朗克公式普朗克公式KTdedCdTuKTh18),(32uR-J公式公式量子力学诞生日：量子力学诞生日：1900 年年 10 月月 19 日日 实验值实验值3.3. 光电效应光电效应 （爱因斯坦，（爱因斯坦，19051905 年）年） 光是由无静止质量的微粒（光子）组成的，其能量为光是由无静止质量的微粒（光子）组成的，其能量为 hE ， （c） 动量为动量为 hp 。

4、 光光 粒子性和波动性的统一体粒子性和波动性的统一体 4.4. 德布罗意波粒二象性假说德布罗意波粒二象性假说 任何微观粒子既是一种粒子，又是一种波动。任何微观粒子既是一种粒子，又是一种波动。 粒子动量粒子动量p p和波长和波长之间满足之间满足 ph 德布罗意公式德布罗意公式 例：例： 一颗电子一颗电子 加速电压加速电压 U U 100100 伏伏 23.1mvhph 电子束电子束双缝双缝 电子双缝干涉电子双缝干涉实验证明实验证明:例：例： 一颗子弹一颗子弹 质量质量 m = 20 克，速度克，速度 v = 500 米米/秒秒 = h / p = 6.610-35 迄今无法测量迄今无法测量例例：

5、氢氢原原子子 - -e e + +e e x x 0 0. .5 53 3 x x 3 .6pp 7. 7. 全同粒子不可分辨全同粒子不可分辨 若多粒子系统由同类（所有客观属性完全相同）若多粒子系统由同类（所有客观属性完全相同） 粒子组成粒子组成 粒子之间不可分辨！粒子之间不可分辨！ 物质波物质波薛定谔方程薛定谔方程 2hriptiE),()(2),(22tVmttirrrr2- 科技创新重大突破的前提！科技创新重大突破的前提！悉尼歌剧院，建于悉尼歌剧院，建于19591973年，仿佛是一组曲线优美的贝壳年，仿佛是一组曲线优美的贝壳, 亭亭玉立于海边，体现了抒情乐曲的韵律。亭亭玉立于海边，体现了抒情乐曲的韵律。杭州的平湖秋月,