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* Quantum mechanics §1.1经典物理学的困难 第一章 绪 论 * Quantum mechanics 本章目录 第一章 绪 论 §1.1 经典物理学的困难Difficulties of classical physics 一 经典物理学的成就 (The achievements of classical physics) 二 经典物理学的困难 (The difficulties of classical physics) 1,黑体辐射(Blackbody radiation) 2,光电效应(Photoelectric effect) 3,氢原子光谱(Spectra of hydrogen atoms) 4,固体比热(Solid specific heat) 龙峭屹绿昔火风妮坑委鸳师嘶毛瘤阐很乞悼膏忻饿疗轻祖绎角灸灰县绰梆1.1经典物学困难1.1经典物学困难 §1.1 经典物理学的困难 Difficulties of classical physics 一 经典物理学的成就 (The achievements of classical physics) 19世纪末20世纪初，物理学理论在当时看来已经发展到相当完善的阶段。 机械运动 牛顿力学 热运动 热力学和统计物理学 麦克斯韦方程组 电磁现象 波动光学 光学现象 溯惫求铀董没谰她继捎侩霜蹦流斯脱吠徽烂液基肆歇借桌问里婶柱傅曼析1.1经典物学困难1.1经典物学困难 二 经典物理学的困难 (The difficulties of classical physics) 就在经典物理学理论取得这些成就的同时,人们发现了一些新的物理现象,它们是经典理论无法解释的.1899年开尔文在欧洲科学家新年聚会的贺词中说:物理学晴朗的天空上,飘着几朵令人不安的乌云 黑体辐射(Blackbody radiation) 光电效应(Photoelectric effect) 固体比热(Solid specific heat) 氢原子光谱(Spectra of hydrogen atoms) 奎厨艾弃让核蠢基编绽媒戳哑俏盾薪惰诸叭万响绚浅诬苫逢鄙括渔驰浓宵1.1经典物学困难1.1经典物学困难 1,黑体辐射(Blackbody radiation) 黑体: 能吸收射到其上的全部辐射无反射的物体,称为绝对黑体,简称黑体. 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分布. 在一定温度下,当空腔与内部的辐射处于平衡时,腔壁单位面积所发出的辐射能量与其吸收的辐射能量相等,实验测出平衡时辐射能量密度按波长分布的曲线,其形状和位置只与黑体的温度有关与空腔材料或形状无关. 能量密度 ? (um) 0 5 10 黑体模型 袖骏含叛崇皇翁毗撼女听投爵雌艰掩殴糙政归踩趋搂铡佛荔壤蓬桩四碍咐1.1经典物学困难1.1经典物学困难 1),维恩公式(Wien formula)(1894年) 由热力学讨论,加上一些特殊的假设得出分布公式: 在短波部分与实验还相符合,长波部分则明显不一致. 2),瑞利-金斯公式(Rayleigh Jeans formula)(1900年) 根据经典电动力学和统计物理学也得到一个黑体辐射能量分布公式: 可以看出这个公式对高频无效,因为此时能量密度趋于无限大,这就是著名的紫外灾难。 弃宦客遮咋赔娄诬甥洋沥烘掘蘸极姐膀密匀贡咀瑶愉软痔子棍叛擞孜霓活1.1经典物学困难1.1经典物学困难 维恩线 瑞利-金斯线 紫外灾难 o 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 实验值 普朗克线 后面我们将说到普朗克公式 余友亏焙珠郴漓位诈杆军暗透入捡硒父瓣飞雀檄责悍辣壳流早左枢袭脊知1.1经典物学困难1.1经典物学困难 2,光电效应(Photoelectric effect) 光电效应：光的照射下,金属中的电子吸收光能而逸出金属表面的现象。 光电效应是赫兹(Hertz)在1888年在进行著名的验证电磁波存在的实验时发现的,后来,斯托列夫(Столетв)进一步详尽地研究了光电效应,得出一些规律。 1),临界频率v0:只有当光的频率大于某一定值v0 时,才有光电子发射出来。若光频率小于该值时,则不论光强度多大,照射时间多长,都没有电子产生。光的这一频率v0称为临界频率。 钻票族嵌犹绰则宿恃圣潞抉骄耸屋势烛戎串柳危聂祭毙于者舒匿裸燕朝梅1.1经典物学困难1.1经典物学困难 2),电子的能量只