课件近几十年来在不同领域相继发现了宏观量子

，子的运动规律建立起来的。近几十年来在不同领域相继发现了宏观量子效应（如超导现象，超流现象，乃至一些天体力学规律人们所熟知的子力学规律在特定条件下的一个近似。2 ―从集成电路、电子计算机到量子计算机，从、量量子力学与相对论被称科学技术的两大支柱物理学与现344§11经典物理学的困一§11经典物理学的困世纪之交实验物理学对理论物理学的1899年开尔文在欧洲科学家新年聚会的贺词狭义相对狭义相对量子二.经典物理学遇到但是这些信念，在进入世纪以后，。。黑体辐射问光电效原子光谱的线状结原子稳定6固体比6经典经典物理学射，这种物体称为黑体7经典物理学 (一辐射热平衡状态:处于某一温度T下的腔壁，

EvdvaT04T有关,而与黑体的形状和材料无关8经典物理学 (一 1896年实(,T

瑞利-琼 ,T) eTcC33c1获得1911物理学获得1911物理学

维 短短波吻合好,长波段不一9经典物理学 (一（2）瑞利—金斯（Raileigh-Jeans英国物理学家）的解((,T(,T)

c2

(,T) 实

瑞利-琼结论:在长波（低频）

维 8()dkTd(,T)d(,T)d8 经典物理学 (二 现象称为光电效应,逸出的电子称为“光电子”。赫兹：1886—ii勒ii

光电效应的实验规 IIs2Is1G：测量光电

*I随着UAK增加而增加直至某一饱和电U-实验装GAUKIs。IsU-实验装GAUKU：测量AK电

**截至电压Ua< 经典物理学 (二1.0:0 则不论光强度多大，照射时间多长，都没有电子产生。光的这一频率0 2.电子的能量只是与光的频率有关，与光强无关 经典经典物理学了的。1885年巴尔末(Balmer)发现紫外光附近的尔末公式RC11 22n2n其中 1.09677576107m1是氢的Rydberg常数,C是光H1n2n经典物理学 (三

1l2345人们自然会提出如下三个问题经典物理学 经典物理学一）Planck黑体辐射定二）光量子的概念和光电效应理——光的粒子性的进一步证四）波尔（Bohr）的量子普朗克（1900年）对黑体辐射的解 Planck谐振子，这些谐振子的能量应取分立值，这些分立值都是最小能量的整数倍，这些分立的能量称为谐振子的能级。

Planck-德国物理学家(hh h6.625591034JS（称为Planck常数3C3eh/KT(,T)c1C 3c2e讨论讨论维恩公

cC2 k212Planck公 瑞利-琼斯公

(,T)

c2

C ,T) eTcCc2(,T)cC 31c2CeT物理学奖1918年Planck由此获得 物理学奖2.爱因斯坦（1905年）对光电效应的解释 Einstein 光子的光子的

Eh!"PEhh!k

k（—波矢量光电效应的解释光电效应的解释122hw00)

（——临界频率0当h0

or0当h or

在在0的条件下,当I光的波粒二象h=6.5710-34焦耳•光的波动 (,k)和粒子性(E,P)是通过普 !"k物理学奖光的波粒二3．康普顿散射(1922—1923) 准直准直系入射光散射光石散射探测光的波粒二康普顿散射光的波粒二10相同的射线,波长 2散射线中波长的改变 2022h m

3同一散射角 相同,与散射物质无关；原 光的波粒二象 ：入X射线光子与“静止”的“自由电 X射线光子的能量（104～105电子的能量碰撞过程中能量与动量守 !c

2!!! hChnC0反冲电

2光的波粒二

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1112c2c !

0 sin sin 14hsin22散射波的波长随散射角的增加而增光的波粒二康普顿和康普顿和威尔逊合得1927物理学奖光的波粒二象经典电磁波理论）所遇到的，解决的共同波动早被光的，衍射等现象证实，因此，概括作为粒子的能量E和动量P和波矢k由Planck-Einstein方程联系起来。Eh!!h!!

Planck-Einstein 光的波粒二数h起着关键作用，当h的作用可以略去时，经典理论是适用的，当h的作用不可忽略时，经典理论不再适用。因此，凡是h起重要作用的现象都称 获得1922 物理学1玻尔假设

+r电子的角动量L只能取h+rL=n

(n=1,2,3,L可以从一个能级En跃迁到另一个较低（高）的Em，同时将发射（吸收）

Em

Enhh玻尔理论对氢原子光谱的解释2

ss

e2 4

1

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0! ETU 2s En 里德伯方程

Em Rc11 m2

RR 1.0967757610 e4h3c7由理论力学知，若将角动量L选为广义动量，则θ为广义坐标。考虑积分并利用Bohr !Ldn!!d2n"索末菲Bohr 于只有一个电子（Li，Na，K等）的一些原子光谱对玻尔理论的评价 的强度及这种跃迁的几率，更不能哪些跃迁能论。微粒的波粒二.德布罗意假设——德布罗意假设（de-Broglie 微粒的波粒 EEh!Ph!速度

能量 波长

微粒的波粒! 为常量， !!(r,t)!i(kri(p称为 p2hh2E微粒的波粒h12.25(A!Vh12.25(A!Ve1.60210(21019 me9.10908(13)

h6.625591034 J0

λ=A=m1若V=100000伏，4103纳（1纳米=10- hh比原子的半径（0.1-0.2纳米）还小得多。Ex.2求飞行 m=10-2kg，速度E12波长太小 在宏观上测不到三.理论在现代科技上的应用举例分辨率达10-5mm（人眼的分辨率0.2mm，光学分辨率为10-4mm）。目前，电子显微镜放大倍数已 四.德布罗意假设的实验验证deBroglie波1924年提出后，1927-1928年由戴维逊(Davisson)和革末(Germer)以及汤姆逊(G.P.Thomson)的电子衍射实验所证实。θ镍θ镍单入射电子法拉第园汤姆逊实验戴维逊汤姆逊实验戴维逊革末实验实验结果 nnd微粒的波粒了电子在穿过金属片后也象X射线一样产生衍射现

微粒的波粒电子狭缝衍射早期量子论：