1第一章 量子力学基础.pdfVIP

第一章 量子化学基础知识 1.1 微观粒子的运动特征 ☆经典物理学遇到了难题 19世纪末，物理学理论（经典物理学）已相当完善： ◆Newton 力学 ◆Maxwell 电磁场理论 ◆Gibbs热力学 ◆Boltzmann统计物理学 上述理论可解释当时常见物理现象，但也发现了解释不了的新现象 “物理学上空的两朵乌云”•••••••••••• W. Thomson(开尔文勋爵） 黑体辐射 • 黑体是一种能全部吸收照射到它上面的各种波长辐射的物 体。带有一微孔的空心金属球，非常接近于黑体，进入金 属球小孔的辐射，经过多次吸收、反射、使射入的辐射实 际上全部被吸收。当空腔受热时，空腔壁会发出辐射，极 小部分通过小孔逸出。 • 黑体是理想的吸收体，也是理想的发射体。当把几种物体 加热到同一温度，黑体放出的能量最多。且对于不同温度 的曲线，随温度增加，Ev增大，且其极大值向高频移动。 • 高温物体辐射：IR -- UV各种波长的光 Wien （维恩）曲线 • 金属加热：金属色（热感） - 红光 – 橙色 – 能 白色-蓝白色 量 Rayleigh- Jeans （瑞 • 经典解释： 利－金斯） • Rayleigh-Jeans （瑞利-金斯）- 分子物理学的能量按 曲线 • 自由度均分原则推得辐射强度公式，低频符合 2πv2 E dvv KTdv 2 实验曲线 c • Wein （维恩）- 假设辐射波长分布类似Maxwell的分子 • 速度分布，高频符合 波长 c v − 3 2 t v E dv c v e dv 1 黑体辐射能量分布曲线 能量量子化 – 1900 Planck • 黑体辐射能量做简谐振动，只发射或吸收频率为ν、数值为 ε= h ν 的整数倍的电磁能，发射能量可以等于 0 h ν ， 1 h ν ， 2 h ν ，…，n h ν （n为整数），出现概率比： −hv kT −2hv kT −3hv kT 1: e : e : : e ⋅⋅⋅ hv hv e kT −1 • 频率为ν的能量振动的平均能量为： • 单位时间、单位表面积上辐射的能量 T—黑体绝对温度(K、T= t + 273k)