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第24章 早期量子论 量子物理绪言 24.1 黑体辐射与普朗克量子论 24.2 光电效应与爱因斯坦理论 24.3 康普顿效应 24.4 玻尔的氢原子理论 24.5 微观粒子的波粒二象性(下一章内容) Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 2/40 24.0 绪 言 一、物理学的发展过程 原子是构成物质的基本单元； 能量是连续变化的 新的时空观 关于自然界新的表述方法和思考方法 时间 t 力学 电磁学 热学 相对论 量子论 1600 1700 1800 1900 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 3/40 1. 经典物理学的成就 19世纪末，物理学理论在当时看来已经发展到相当完善的阶段。主要表现在以下两个方面： 应用牛顿方程成功的讨论了从天体到地上各种尺度客体的运动，将其用于分子运动上，取得有益的结果。 (2) 光的波动性在1803年由杨的衍射实验有力揭示出来，麦克斯韦在1864年发现的光和电磁现象之间的联系把光的波动性置于更加坚实的基础之上。 2、从经典物理学到近代物理学过渡的三个重大问题 (1) 1887年迈克耳孙—莫雷实验否定了绝对参考系的存在。 (2) 1900年瑞利和金斯用经典的能量均分定理说明黑体辐射问 题，出现了所谓“紫外灾难”； (3) 1896年贝克勒尔发现放射性现象，说明原子不是物质的基 本单元，原子是可分的。 必须建立新的规律! Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 4/40 二、量子力学的历史 早期量子论 量子力学 相对论量子力学 普朗克能量量子化假说 爱因斯坦光子假说 康普顿效应 玻尔的氢原子理论 狄拉克把量子力学与狭义相对论相结合 德布罗意实物粒子波粒二象性 薛定谔方程 波恩的物质波统计解释 海森伯的测不准关系 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 5/40 学习量子力学，其困难在于 （1）它与我们熟悉的经典物理学中的习惯或概念不一致； （2）量子力学中的新的物理概念不是直观的； （3）处理问题时，与经典物理学在方法上截然不同。重要的 是状态，算符和演化。 三、如何学习量子物理 所以，学习是要注意 （1）掌握实验事实，及它给我们的启示，不直接与主观经验 联系，不先入为主； （2）掌握和理解量子物理的基本概念。新的概念的依据和特 点，新在什么地方，如何理解； （3）掌握理论中建立的方程和所用的数学方法以及处理它们 的思路和步骤。 我们应当学习量子力学！ Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 6/40 24.1 黑体辐射 普朗克量子论 一、热辐射基本概念 1. 热辐射现象 热辐射： 物体由于具有温度而辐射电磁波的现象。 温度不同时，辐射按波长分布不同 温度升高 例如，加热铁块，随着温度的升高，开始发光→暗红→橙色→兰白色。 1)原因：物质的带电结构，带电粒子运动 2)热辐射谱是连续谱； 3)热辐射谱与温度有关。 平衡热辐射： 物体既会辐射能量，也会吸收能量。当温度保持恒定时，物体辐射的能量与在同一时间内吸收的能量相等，称之为达到热平衡状态。此时的热辐射为平衡热辐射。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5