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文档简介

量子力学微观世界的理论起源于对波粒二相性的认识如果没有量子理论,就不会有微电子技术。

在一毫米见方的单晶硅片上制成的集成电路可以穿过针眼。

90年代中期Intel公司宣称,在一枚小硬币尺寸的奔腾(Pentium)芯片上包含500万个晶体管,刻蚀线宽不到微米。在相对论中已欣赏了近代物理的“一朵鲜花”让我们来欣赏另“一朵鲜花”---量子力学。

要欣赏另一朵鲜花,还得从另一朵乌云说起:热辐射实验光是电磁波还是微粒?量子概念是1900年普朗克首先提出的,距今已有一百多年的历史.其间,经过爱因斯坦、玻尔、德布罗意、玻恩、海森伯、薛定谔、狄拉克等许多物理大师的创新努力,到20世纪30年代,就建立了一套完整的量子力学理论.一、基本概念(一)热辐射25.1.1普朗克能量子假设在各种温度下一切物体都以电磁波的形式向外辐射能量。辐射的能量与温度有关,称之为热辐射。低温高温一般金属表面:煤烟:一个开有小孔的内表面粗糙的空腔可近似看成理想的黑体。

黑体是理想化的模型,实际中的物体的吸收率总是小于1。(二)黑体能完全吸收照射到它上面的各种频率的电磁辐射的物体称为黑体.(黑体是理想模型)在热平衡条件下,黑体辐射的实验能谱曲线:

二、黑体辐射实验规律(二)黑体单色辐出度的实验规律(一)黑体辐出度的实验规律(三)维恩位移定律三黑体辐射维恩公式、瑞利-金斯公式和经典物理的困难维恩公式:

瑞利-金斯公式:

4012356789维恩线瑞利-金斯线紫外灾难四普朗克假设普朗克黑体辐射公式(1900年)(一)普朗克黑体辐射公式01236瑞利-金斯公式12345普朗克公式的理论曲线实验值****************

(二)普朗克假设普朗克常量能量子为单元来吸收或发射能量.

1900年12月14日,普朗克指出:金属空腔壁中电子的振动可视为一维谐振子,它吸收或者发射电磁辐射能量时,不是过去经典物理认为的那样可以连续的吸收或发射能量,而是以与振子的频率成正比的空腔壁上的带电谐振子吸收或发射能量应为经典量子化能量注意:普朗克这一思想是完全背离经典物理,并受到当时许多人的怀疑和反对,包括当时的物理学泰斗---洛仑兹。乃至当时普朗克自已也想以某种方式来消除这一关系式。它写道:

“我试图将h纳入经典理论的范围,但一切这样的尝试都失败了,这个量非常顽固后来他又说:

“在好几年内我花费了很大的劳动,徒劳地去尝试如何将作用量子引入到经典理论中去。我的一些同事把这看成是悲剧。但我有自已的看法,因为我从这种深入剖析中获得了极大的好处,起初我只是倾向于认为,而现在是确切地知道作用量子将在物理中发挥出巨大作用”。例:一频率为=0.5HZ,振辐为A=10cm,劲度系数为K=3.0N/m的谐振子:其能量若能量变化,一次减少一个能量子,一个能量子能量:不连续变化的比率:若每相差一能量子画一直线X宏观看是连续的E◆圆满地解释了绝对黑体的辐射问题,以及固体的比热等问题。●普朗克——量子力学的开山鼻祖,1918年因此而获得诺贝尔物理学奖。◆提出了与经典物理思想完全不同的概念,促进了量子

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