固体物理基础教学（东南大学）完整版GTWL01-量子.pptVIP

固体物理基础Basics of solid state physics 东南大学, 电子科学与工程学院 SEU, School of Electronic Science and Engineering 第一章 微观粒子的状态：§1.4 精确求解薛定谔方程的四个例子：氢原子 处于s态的原子束，通过非均匀磁场时发生偏转，说明原子具有磁矩。 具有两条分立线，说明原子磁矩在磁场中只有两种取向。 实验事实 Problem：Where does the M come from? 3.自旋和自旋磁矩 第一章 微观粒子的状态：§1.4 精确求解薛定谔方程的四个例子：氢原子 乌仑贝克. 高斯密特假设 每个电子具有自旋角动量 ，它在空间任意方向的取值只能有两个 。 s：自旋量子数 ms：自旋磁量子数 第一章 微观粒子的状态：§1.4 精确求解薛定谔方程的四个例子：氢原子 主量子数：决定电子的能量 角量子数：决定电子的轨道角动量 磁量子数：决定轨道角动量的空间取向 自旋磁量子数：决定自旋角动量的空间取向 四个量子数 第一章 微观粒子的状态：§1.4 精确求解薛定谔方程的四个例子：氢原子 一个原子内部不可能同时有两个或两个以上的电子具有完全相同的量子数。 4. 泡利不相容原理 两个自旋相同的电子不可能同时占据同一个 状态。即：同一个状态 上只能容纳两个自旋相反的电子 量子数 简并度 本征函数 本征值 本征方程 第一章 微观粒子的状态：§1.4 精确求解薛定谔方程的四个例子：氢原子 总结： 第一章 微观粒子的状态：§1.4 精确求解薛定谔方程的四个例子：氢原子 5. 波函数 第一章 微观粒子的状态：§1.4 精确求解薛定谔方程的四个例子：氢原子 几率： 几率密度（球坐标）： 波函数的归一化： 6. 波函数的几率密度 第一章 微观粒子的状态：§1.4 精确求解薛定谔方程的四个例子：氢原子 径向几率密度 ： 径向几率密度为： 几率角分布 ： 几率角分布： 第一章 微观粒子的状态：§1.4 精确求解薛定谔方程的四个例子：氢原子 s 电子： 只有一种分布状态，考虑自旋后可容纳两个电子 第一章 微观粒子的状态：§1.4 精确求解薛定谔方程的四个例子：氢原子 p 电子： 三种分布状态，考虑自旋后可容纳六个电子 第一章 微观粒子的状态：§1.4 精确求解薛定谔方程的四个例子：氢原子 d 电子： 第一章 微观粒子的状态：§1.4 精确求解薛定谔方程的四个例子：氢原子 f 电子： 第一章 微观粒子的状态：第五节 定态微扰理论 第一章 微观粒子的状态 §1.1 量子力学的起源 §1.3 薛定谔方程 §1.4 精确求解薛定谔方程的四个例子 §1.2 波函数 §1.5 定态微扰理论 非简并态微扰理论 简并态微扰理论 体系受到外界扰动时其能级和波函数的变化 第一章 微观粒子的状态：§1.4 精确求解薛定谔方程的四个例子：一维无限深势阱 第一章 微观粒子的状态：§1.4 精确求解薛定谔方程的四个例子：势垒贯穿 Ⅰ区： Ⅱ区： Ⅲ区： 势垒贯穿 U(x) U0 0 a incidence reflection transmittance I II III 第一章 微观粒子的状态：§1.4 精确求解薛定谔方程的四个例子：势垒贯穿 入射波 反射波 透射波 向左传播的衰减波 向右传播的衰减波 U(x) U0 0 a incidence reflection transmittance I II III 透过率 反射率 透过率和反射率 物理简化 势垒介质无吸收 第一章 微观粒子的状态：§1.4 精确求解薛定谔方程的四个例子：势垒贯穿 Ⅰ区： Ⅱ区： Ⅲ区： 边界条件 第一章 微观粒子的状态：§1.4 精确求解薛定谔方程的四个例子：势垒贯穿 第一章 微观粒子的状态：§1.4 精确求解薛定谔方程的四个例子：势垒贯穿 第一章 微观粒子的状态：§1.4 精确求解薛定谔方程的四个例子：势垒贯穿 当m、(U0 –E)及a为微观尺度时，T有一定的值； m、a增加时，T大幅度下降。若m、(U0 –E)以及a为宏观尺度，显然T无法测量。 主要结论：势垒穿透(也称隧穿效应)是一种微观效应，是微观粒子波动性的典型表现， 第一章 微观粒子的状态：§1.4 精确求解薛定谔方程的四个例子：势垒贯穿 复杂形状势垒的透过率求解方法 例．试写出如右侧图示的抛物形势垒的透射系数表达式 第一章 微观粒子的状态：§1.4 精确求解薛定谔方程的四个例子：一维线性谐振子 振子质量 振动的角频率 一维线性谐振