绪论量子力学发展ppt课件

1、量子力学四大力学经典力学热力学与统计力学电动力学量子力学经典学习量子力学准备工作普通物理学热力学与统计物理理论力学数学物理方法+第一章 绪论 量子力学的诞生1 经典物理学的困难 2 量子论的诞生 3 实物粒子的波粒二象性1 经典物理学的成功与困难(1) 牛顿方程(一）经典物理学的成功(2) 麦克斯韦方程(3) 热力学与统计物理（二）经典物理学的困难 （3）氢原子光谱（1）黑体辐射问题 （2）光电效应 黑体：能吸收射到其上的全部辐 射的物体，这种物体就称为绝对 黑体，简称黑体。黑体辐射：由这样的空腔小孔发出的辐射就称为黑体辐射。辐射热平衡状态: 处于某一温度 T 下的腔壁，单位面积所发 射出的辐

2、射能量和它所吸收的辐射能量相 等时，辐射达到热平衡状态。（1）黑体辐射问题实验发现： 能量密度 (104 cm)0510热平衡时，空腔辐射的能量密度，与辐射的波长的分布曲线，其形状和位置只与黑体的绝对温度 T 有关而与黑体的形状和材料无关。Wien 线能量密度 (104 cm)0510 Wien 公式和 R&J 公式 R&J Planck 黑体辐射定律Planck ：（1）原子的性能和谐振子一样，以给定的频率 v 振荡；（2）黑体只能以 E = hv 为能量单位不连续的发射和吸收 辐射能量，而不是象经典理论所要求的那样可以连续 的发射和吸收辐射能量。如果空腔内的黑体辐射和腔壁原子处于平衡，那么

3、辐射的能量分布与腔壁原子的能量分布就应有一种对应。作为辐射原子的模型，Planck 假定：称为 Planck 辐射定律Planck 线能量密度 (104 cm)0510（1）当 v 很大（短波）时Planck 定律 化为 Wien 公式。对 Planck 辐射定律三点讨论：（2）当 v 很小（长波）时Planck 定律变为 Rayleigh-Jeans 公式 光量子 光电效应 光子概念 光电效应理论 光子的动量Albter EinsteinBecause my contempt for authority, so the destiny punishes me, I also become a

4、n authority！光电磁波粒子(1) 光子概念Einstein:相对论光的动量和能量关系（2） 光电效应理论1. 临界频率v0光电子动能只决定于光子的频率，与光强无关，光 强只决定电子数目的多少（3）光子的动量相对论：速度为 V 运动的粒子的能量光子静质量为零相对论能量动量关系：光子波动性和粒子性石蜡 或者 石墨x 射线，x 射线，x 射线，（三）Compton 散射Compton 效应 （3） 证 明根据能量和动量守恒定律：(三）波尔（Bohr）的量子论1913年原子结构Bohr（1）氢原子线光谱 +Fcvre电子的能量与氢原子线光谱的经验公式比较根据 Bohr 量子跃迁的概念（2）波

5、尔假定1. 轨道定则2. 跃迁定则3. 角动量定则+-（3）量子化条件的推广角动量 L 广义动量， 广义坐标 有索末菲 （4） 波尔量子论的局限性1. 不能证明较复杂的原子甚至比氢稍微复杂的氦原子的光谱2. 不能给出光谱的谱线强度（相对强度）；3. Bohr 只能处理周期运动，不能处理非束缚态问题， 如散射问题；3 实物粒子的波粒二象性 E = h = E/h P = h/ = h/p （一）LDe Broglie 关系LDe BrogliePlanck-Einstein 光量子论几何光学与经典力学的相似性物质波de. Broglie关系郎之万（二）de Broglie 波频率，波长，沿单位矢量 n 方向传播的平面波：描写自由粒子的平面波，复数形式的波称为de Broglie 波自由粒子能量 E 和动量 p（三）驻波条件粒子能量量子化和有限空间中驻波的波长的分立性联系起来如：氢原子中作稳定圆周运动的电子相应的驻波示意图要求圆周长是波长的整数倍于是角动量：d