山东大学量子力学 第一章 绪论.pptVIP

核心问题;本章内容;§1.1 量子力学发展简史;;;从经典物理到现代物理概述;物理学发展的总趋向：;§1.2 经典物理学的困难;热辐射：一切物体是以电磁波的形式向外辐射能量，;吸收比 ;黑体的热辐射规律;?? 斯忒藩(Stefan)?-玻耳兹曼定律;? 经典物理遇到的困难;?? 瑞利-琼斯:用能量均分 定理电磁理论得出：;? 普朗克能量子假说;从理论上推出：;瑞利-琼斯;;U0;U03;红限频率;3.光电效应的瞬时性; * 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。;3.爱因斯坦光量子论; 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：;;1904年Thomson提出有关原子结构的Thomson模型; 2. 原子的线状光谱及其规律;;§1.3 光的量子性小结;;;三、光的粒子性：Compton散射;康普顿散射的实验规律：; Compton认为X射线的光子与电子碰撞而发生散射。假设在碰撞过程中能量与动量是守恒的，由于反冲，电子带走一部分能量与动量，因而散射出去的光子的能量与动量都相应减小，即X射线频率变小而波长增大。 相对于X射线束中的光子能量，电子在轻原子中的束缚能很小，在碰撞前电子可视为静止。考虑到能量守恒定律，光子与电子的碰撞只能发生在一个平面中。假设碰撞过程中能量与动量守恒，即：;（5）;可得;;;§1.4 玻尔的量子论;;;一个硬性的规定常常是在建立一个新理论开始时所必须的。;三、量子化条件的推广;这样索末菲量子化条件不仅能解释氢原子光谱，而且对于只有一个电子（Li，Na，K 等）的一些类氢离子的原子光谱也能很好的解释。;四、波尔量子论的局限性;§1.5 微观粒子的波粒二象性;; 一个质量为m的实物粒子以速率v 运动时，即具有以能量E和动量P所描述的粒子性，同时也具有以频率v和波长l所描述的波动性。;如速度v=5.0?102m/s飞行的子弹，质量为m=10-2Kg，对应的德布罗意波长为：;;实验现象： 实验发现，单调地增加加速电压，电子探测器的电流并不是单调地增加的，而是出现明显的选择性。例如，只有在加速电压U=54V,且θ=650时，探测器中的电流才有极大值。; ;2、汤姆逊实验; 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。; 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）;;