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版权所有复制必究;本章将对20世纪物质观革命中一系列重大发现做出介绍，包括能量量子化、光量子、原子核式模型、玻尔模型、物质波、物质波方程及波函数。围绕这些重大发现，我们将看到量子物理学的先驱的杰出的洞察力、丰富的想像力和惊人的创造力；量子物理开展的艰难历程；科学争论如何推动量子物理开展；以及物理学家寻找物质世界和谐统一的那种执著精神。;§6-1开创物理学新时代的“量子”概念的提出;迈克尔孙-莫雷实验：在实验中没测到预期的“以太风”，即不存在一个绝对参考系，也就是说光速与光源运动无关，光速各向同性→导致相对论的建立。

黑体辐射实验：用经典理论无法解释实验结果→导致量子物理的诞生。;不同温度下，辐射能量集

中的波长范围不同。

600℃，物体的热辐射波

长在红外和远红外波段。

温度的升高，物体热辐射

的能量逐渐增强，辐射波长趋

向短波段。

600～700℃，物体开始呈

现暗红色，这说明辐射波段开

始进入可见光区域。

;黑体：黑色的物体？;一个密闭的空腔上开一个小孔，那么此小孔就可近似地看成为黑体。只吸收，不反射。

研究它的辐射本领的好处是与空腔材料无关。;2．黑体辐射本领与辐射波长的关系;3．与随变化的实验曲线对应的理论公式

〔1〕维恩根据实验结果给出了一个经验公式

维恩的经验公式：;〔2〕瑞利-金斯根据经典电动力学和统计物理导出了瑞利-金斯公式：;〔3〕普朗克

普朗克将两个公式综合起来，凑出一个与整个实验曲线符合的经验公式：

当很小→→维恩公式;当很大→→瑞利-金斯公式

称为普朗克公式。其中h是普朗克常数，c是光速，k是玻尔兹曼常数。;4.经过两个月奋斗，于1900年10月19日，在德国物理学会会议上报告了他在“能量量子化”的假设下，从理论上严格推导出的普朗克公式。;普朗克的根本假设：

在辐射场中有大量包含各种频率的谐振子，一个频率为的谐振子的能量不能是连续的，只能是能量元〔又称能量子〕的整数倍，即，其中n只能取正整数。能量元，h为普朗克常数。这就是著名的“能量量子化”假设。;5．应用举例

〔1〕用维恩位移定律，可估计太阳的温度。

太阳中最强的是黄光，即≈0.5μm，那么可估计太阳外表温度T≈5800K。

〔2〕将辐射本领对各种求和，可得总辐射本领公式：;三、量子观念在“非难”中得到开展

1．“能量子”vs.疑心

普朗克引入了“能量子”的假设，标志着量子物理学的诞生，具有划时代的意义。但是由于这个假设对经典物理学致命的打击，所以他同时代的那些物理学家对这一观念都表示疑惑不解，甚至疑心。洛伦兹说：

“关于辐射量子问题的讨论使科学家们都陷在死胡同里了。”;普朗克本人也由于受传统的经典观念影响太深，对自己提出的“能量子”思想违反了经典的连续性概念而烦恼和懊悔。并一直试图用连续性代替不连续性，回到经典范畴。经过十多年徒劳的努力后，他才相信能量子假设是正确的，作用量子h反映了新理论的本质。;§6-2第一个钻到原子中心的人—卢

瑟福;一、汤姆孙的原子模型

电子的发现者汤姆孙本人所提出的一种原子模型：

原子的正电荷是均匀分布在整个原子球体内，而电子是一个个嵌在其中，并保持整个原子的电中性。当时这种模型被称之为“葡萄干布丁模型”。

1904年又作进一步假设：原子中电子是分布在一个个同心圆环上，作着旋转，每个环中只能包含;这个假设可解释元素周期表。;他发现了放射性规律，发现了原子核式结构，首此实现了人工核反响，预言了中子等。被誉为“核物理之父”。他非常重视人才培养，被称为培养人才的巨匠。反响堆的创造者——费米说，卢瑟福在科学史上被思念，不仅因为他的奉献，而且还因为“他作为教师这个字眼最高意义上的一个教师”。他提倡鼓励学生思考问题，提出问题，自己解决问题。;卢瑟福的研究生马斯登和盖革用粒子轰击厚度为0.4μm的金箔，发现有1/20000的概率被反射回来，发生大角度散射——这是第一个有科学依据的原子模型的起点。;三、卢瑟福的“原子核式结构”模型的提出和遭遇

卢瑟福提出的原子核模型：

所有正电荷〔Ze〕和原子质量都集中在原子中心一个非常小的体积内，构成原子核；原子中的电子绕核运动。;但是任何重大发现的背后，往往又孕