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第一章 量子力学基础知识 第一章 量子力学基础知识 一、量子力学实验基础 二、不确定关系 三、量子力学的基本假设 四、金属中自由电子的运动 2 一、量子力学实验基础 量子力学是研究微观粒子的运动规律的 物理学分支学科，与相对论一起被认为是现 代物理学的两大基本支柱。 量子力学的实验基础是实物粒子的波粒 二象性。人们首先发现光的波粒二象性。 十九世纪末，经典物理学遇到了挑战， 如黑体辐射、光电效应、原子光谱等。 3 黑体辐射 “炉火纯青” 4 /solving-ultraviolet-catastrophe 黑体辐射 Planck 假定，黑体中原子 或分子只能发射或吸收频率为 n ，能量为nhν （n=0,1,2... ）的 电磁能。 E h ν 普朗克的能量子假设不仅仅只是解决了黑体辐 射的理论困难，后来被认为是量子革命的开端。 Planck为此获1918年诺贝尔物理学奖。 -34 Planck常数 h ×6.626 10 ? J s 5 光电效应 光的本质之争 1680年，牛顿的光的微粒说 1690年，惠更斯的波动说 1864年，麦克斯韦证明光是电磁波 6 光电效应 The Electromagnetic Spectrum 7 光电效应 光的波动性晶体衍射Bragg公式 d 2 sinn θ λ 实质：光程差δ等于波长的整倍数nλ 8 光电效应 光电效应：1872年，斯道列道夫；1888年，赫兹 9 .au 光电效应 1905年爱因斯坦发表论文提出了光量子假 说，成功解释了光电效应现象。光具有粒子性， 光就是以光速运动着的粒子流，这种粒子叫做光 子，其能量E 、动量p 分别为： h E h p ν λ 2 E h mc ν hν h p mc