史守华量子力学 第一章 学习课件

教案课程名称：量子力学第1次课程教学方案课时教学章节第1章：量子力学的诞生，1.1黑体辐射与Planck的量子论，1．2光电效应与Einstein的光量子教学目标和要求1深刻了解微观粒子不同于经典宏观粒子不同的行为，光子能量的量子化2树立光子的波动--粒子性概念教学重点1黑体辐射与Planck的量子论；2光电效应与Einstein的光量子教学难点光子的粒子性，微观粒子波动—粒子二重性主要教学内容第1章量子力学的诞生前言19世纪末期的物理学：牛顿力学的规律；麦克斯韦方程；光的波动理论，热力学以及统计物理学。2．经典物理学的困难：经典物理学上空的两朵乌云第一团乌云涉及电动力学中的“以太”；第二团乌云则涉及物体的比热容，即观测到的物体比热容总是低于经典统物理学中能量均分定理给出的值1．1黑体辐射与Planck的量子论1黑体，黑体辐射问题所研究的是辐射与周围物体处于平衡状态时的能量按波长(或频率)的分布。2经典理论的困难；由热力学的讨论得出一个分布公式——维恩公式，短波部分与实验结果还符合。瑞利和金斯根据经典电动力学和统计物理学也得出黑体辐射能量分布公式，在长波部分与实验结果较符符。3Planck的量子论：黑体以为能量单位不连续地发射和吸收频率为的辐射1．2光电效应与Einstein的光量子1光电效应：光电效应是当光照射到金属上时，有电子从金属中逸出。这种电子称为光电子。实验结果：1）只有当光的频率大于一定值时，才有光电子发射出来；2）如果光的频率低于这个值，则不论光的强度多大，照射时间多长，都没有光电子产生；3）光电子能量只与光的频率有关2Einstein的光量子：肯定光除了波动性之外还具有微粒性，辐射场就是由光量子组成．每一个光量子的能量E与辐射的频率v的关系是。3Compton效应：进一步证实了光具有粒子性4比热容的解决普朗克常数h在微观现象中所占的重要地位。能量和动量的量子化通过h这个不为零的常量而表示出来，凡是h在其中起重要作用的现象都可以称为量子现象。第2次课程教学方案课时教学章节1.3原子结构与Bohr的量子论；1.4Heisenberg矩阵力学的提出；1．5deBroglie的物质波与Schròdinger波动力学的提出教学目标和要求1理解原子能级是量子化的，2知道波尔理论的成功与不足3理解微观实物粒子具有波动性，4掌握deBroglie关系教学重点1黑体辐射与Planck的量子论；2光电效应与Einstein的光量子教学难点1原子结构与Bohr的量子论；2deBroglie物质波主要教学内容1.3原子结构与Bohr的量子论1原子的模型；Thomson模型；Rutherford模型，该模型的困难：（1）原子的大小的问题，（2）原子的稳定性问题2Bohr的量子论：a)把引入Rutherford模型，b)Bohr理论的实验依据，c)Bohr的量子论:1原子具有分立的能级;2量子跃迁的频率条件;3Bohr的量子化条件3Bohr理论的成功与不足成功之处：（1）成功解释了H原子的光谱(2)引入定态概念不足之处：（1）不能解释氨原子及其他价电子数不小于两个的原子的光谱．（2）它只能给出光谱线的频率而不能给出谱线强度．不能给出谱线强度．（3）它不能处理散射态而只能解释束缚态．（4）它也不能解释量子化条件从何而来。1．4deBroglie的物质波1德布罗意提出微粒具有波粒二象性的假设。不仅电磁场、光波具有粒子性．而且任何其他的实物粒子，比如电子、质子等等，也具有波动性。微粒的粒子性(E，p)与波动性(，或，k)的关系2自由粒子的deBroglie波：平面波deBroglie波长的大小，数量级：Å=10-10m3戴维孙、革末等人的实验验证了德布罗意波的存在一切物体郁有波动性．不过宏观物体的