高二物理竞赛量子力学课件

1量子力学纠缠与微腔实验进展----纠缠光源我们选用紫外半导体激光器作为泵浦光源（405nm），通过参量下转换过程泵浦BBO晶体产生810nm波段的纠缠光，通过符合测量得到纠缠光源。目前的单路计数率可以达到50000c/s，符合计数率可以达到3000c/s，探测器暗计数100c/s。其优势是体积小，可以集成。系统原理图实验装置纠缠与微腔实验----回音壁模式光学微腔微芯圆环微腔中的光场测量通过扫频的方法进行，由于其在光场作用下具有热效应和光力效应，所以对于环境的改变极为敏感，可以实现微米级的传感器件。微腔内光场可以和原子耦合，实现对于原子的操控，实现单光子的量子晶体管和量子开关，所以微腔可以作为量子光学和量子信息研究的平台。回音壁模式微腔的原理图回音壁模式微腔的探测系统量子力学与电子信息学的结合More定律的物理极限More定律:18个月CPU速度加倍，单位面积上集成的晶体管数目加倍Quantuminformation1992-2015Quantuminformation1992-2015Adamantium在发现石墨烯以前，大多数物理学家认为，热力学涨落不允许任何二维晶体在有限温度下存在。所以，它的发现立即震撼了凝聚态物理界。虽然理论和实验界都认为完美的二维结构无法在非绝对零度稳定存在,但是单层石墨烯在实验中被制备出来。HOW？12KonstantinNovoselovBorn:1974,NizhnyTagil,RussiaAffiliationatthetimeoftheaward:

UniversityofManchester,Manchester,UnitedKingdomAndreGeimBorn:1958,Sochi,RussiaAffiliationatthetimeoftheaward:UniversityofManchester,Manchester,UnitedKingdom量子力学课程量子力学课程考试形式：期末60%+作业30%+论文10%；课程形式：讲授，习题课，课后答疑，专题讨论；助教：唐大伟联系方式体时间待定量子的概念黑体辐射中的紫外灾难普朗克假设1900年4月27日，伦敦皇家研究所WilliamThomson《在热和光动力理论上空的19世纪乌云》“Thebeautyandclearnessofthedynamicaltheory,whichassertsheatandlighttobemodesofmotion,isatpresentobscuredbytwoclouds.”Twoclouds:以太理论和黑体辐射理论.19索尔维会议--1910组织者:古德施密特,索尔维地点:比利时布鲁塞尔内容:量子理论,辐射现象,气体运动理论疑问:h关键人物:爱因斯坦,普朗克,卢瑟福,“德布罗意”……后来…………20第五届索尔维会议21热辐射的基本概念（1）单色辐射出射度单位时间内从物体单位表面积发出的频率在附近单位频率区间内的电磁波的能量.单位：单位：（2）辐射出射度单位时间，单位面积上所辐射出的各种频率（或各种波长）的电磁波的能量总和.2202468101221210468太阳钨丝可见光区

太阳

钨丝钨丝和太阳的单色辐出度曲线23黑体若物体在任何温度下，能吸收一切外来的电磁辐射，则称此物体为黑体.（绝对黑体）.24黑体辐射的实验规律黑体单色辐出度的实验曲线25黑体辐射的实验规律斯特藩-玻耳兹曼定律斯特藩-玻耳兹曼常数总辐出度式中维恩位移定律

峰值波长26

123624瑞利-金斯公式紫外灾难实验曲线****************T=2000K

K瑞利-金斯公式经典物理的困难27普朗克假设普朗克黑体辐射公式普朗克黑体辐射公式普朗克常数28黑体中的分子、原子的振动可看作谐振子，这些谐振子的能量状态是分立的，相应的能量是某一最小能量的整数倍,即，2

，3

，…n,称为能量子，n

为量子数.普朗克量子假设普朗克量子假设是量子力学的里程碑.1900年12月14日，普朗克宣读了黑体辐射论文，宣告了quantum的诞生，那一年他42岁。同年，一个名叫AlbertEinstein的青年从ETH毕业，没找到工作……；在丹麦，15岁的尼尔斯波尔正在读中学。

在奥地利维也纳的一所高级中学，13岁的ErwinSchrodinger正在读中学（跟Boltzmann校友）。

LouisdeBroglie当时8岁，法国贵族。

WolfgangPauli出生8个月，再过一年，维尔兹堡一个名叫WernerHeisenberg的希腊小孩诞生，同年，意大利罗马诞生了EnricoFermi……---AlbertEinstein

(1879-1955,German,Swiss,US)NobelPrize:1921(forphotoelectriceffect)“Quantummechanics:Realblackmagiccalculus”1999

---NielsBohr

(1885-1962,Danish)

NobelPrize:1922(foratomicmodel)"Andanyonewhothinkstheycantalkaboutquantumtheorywithoutfeelingdizzyhasn'tyetunderstoodthefirstthingaboutit."

---RichardFeynman

(1918-1988,American)

NobelPri