量子力学教程第二版第一章课件.pptVIP

研 究 对 象 目 的 要 求 本书主要内容 核心问题 参 考 教 材 学习网站 /netclass/course/view1.php?id=6 /4-resources-1.htm /jpkc/lzlx 本章内容 §1.1 量子力学发展简史 §1.2 经典物理学的困难 二.光电效应 3.光电效应的瞬时性 光电子逸出的弛豫时间10-9s 3.爱因斯坦光量子论 1）普朗克能量子假说的不协调： 只涉及谐振子吸收和发射能量是不连续的 未涉及辐射在空间传播是连续还是分立的 三、原子的线状光谱与稳定性问题 §1.3 光的量子性小结 一、光的量子性 二、Plank-Einstein关系 三、光的粒子性：Compton散射 §1.4 玻尔的量子论 一、原子的线状光谱和稳定性 二、Bohr的量子论（1913） 三、量子化条件的推广 四、波尔量子论的局限性 1. 不能证明较复杂的原子甚至比氢稍微复杂 的氦原子的光谱 2. 不能给出光谱的谱线强度（相对强度） 3. Bohr 只能处理周期运动，不能处理非束缚态问题，如散射问题； 4. 从理论上讲，能量量子化概念与经典力学不相容。多少带有人为的性质，其物理本质还不清楚。 §1.5 微观粒子的波粒二象性 一、德布罗意的物质波 二、电子衍射实验 三、微观粒子的波粒二象性 作业： 创立量子力学的科学巨匠 德布罗意LOUIS DE BROGLIE (1892-1987) 狄拉克PAUL DIRAC (1902-1984) 海森堡WERNER HEISENBERG (1901-1976) 普朗克MAX PLANCK (1858-1947) 玻尔 爱因斯坦 泡利WOLFGANG PAULI (1900-1958) 1993年，Crommie等人用扫描隧道显微镜技术，把蒸发到铜（111）表面上的铁原子排列成半径为7.13nm的圆环形量子围栏，用实验观测到了在围栏内形成的同心圆状的驻波(“量子围栏”)，直观地证实了电子的波动性。 观测到的 量子围栏 （quantum corral） M.F.Crommie--1993 3、电子通过狭缝的衍射实验： 1961年，约恩孙 (Jonsson)制成长为50mm，宽为0.3mm ，缝间距为1.0mm的多缝。用50V的加速电压加速电子，使电子束分别通过单缝、双缝等，均得到衍射图样。（如下页图） 经典粒子 轨道 “颗粒性” 各种力学量可以描述，并且是确定的 经典的波 粒子性：“颗粒性” 波动性：“相干迭加性” P16 1.2 1.3 奥地利物理学家 （Schrodinger 1887-1961） 量子力学找微观粒子在不同条件下的波函数，就是：求不同条件下薛定谔方程的解。 1933年薛定谔获 诺贝尔物理奖。 提出量子力学中最基本的方程 --------建立了薛定谔方程 薛定谔 提出物质波理论 在1927年由实验证实了德布 罗意的物质波的真实性 获得1923年诺贝尔物理学奖 获得1933年诺贝尔物理学奖 提出了著名的“狄拉克方程” （即相对论方程） 预言了正电子的存在。 * 初动能 经典：认为光强越大，饱和电流应该越大，光电子的 初动能也越大。 实验：光电子的初动能仅与频率有关而与光强无关。 2. 经典理论的困难： *截止频率（红限频率） 经典：任何频率的光均可产生光电效应 实验：只要频率高于红限，既使光强很弱也有光电流； 频率低于红限时，无论光强再大也没有光电流。 * 瞬时性 经典：认为光能量分布在波面上，吸收 能量要时间，即需能量的积累过程。 2）爱因斯坦光量子假说 电磁辐射由光量子组成，其速度为c，每 个光量子的能量E=hγ 光量子具有“整体性”：一个光子只能整 个地被一个电子吸收或放出 3） 当采用了光量子概念后，光电效应问题迎刃而解。当光量子射到金属表面时，一个光子的能量可能立即被一个电子吸收。但只当入射光频率足够大，即每一个光子的能量足够大时，电子才可能克服脱出功而逸出金属表面。逸出表面后，电子的动能为： A 称为逸出功。只与 金属性质有关。与光 的频率无关。 当 （临界频率）时，电子无法克服金属表面的引力而从金属中逸出，因而没有光电子发出。 Einstein还进一步把能量不连续的概念用到