量子力学讲义A

《量子力学讲义A》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、吾立屋里学物理，如坠五里雾里，总难悟理，思来想去皆无理尧悯妖命写药名，得解幺命爻命，何以邀名，博古通今不要名量子力学基础关于量子力学的几点理解电磁场（光）与原子的相互作用电磁波（光）理论与原子物理学光子与电子的波粒二象性光子、电子与原子用量子力学方法研究原子量子力学课程的组成量子光学量子场论波动力学高等量子力学原子物理学粒子物理学I电磁辐射的粒子性——量子光学II物质的波动性——波动力学III原子理论——量子力学物理学理论的发展年代经典物理学●牛顿—哈密顿力学●法拉第—麦克斯韦电磁学●惠更斯—菲涅耳光学

2、●麦克斯韦—玻尔兹曼统计热物理学近代物理学●普朗克—爱因斯坦光量子理论●爱因斯坦狭义、广义相对论●薛定谔—海森堡—狄拉克量子理论●玻色—爱因斯坦、费米—狄拉克量子统计理论当代物理学●粒子物理学与大统一理论(GUT)●宇宙学与量子引力理论●超弦、膜理论●介观物理学与非平衡统计理论I电磁辐射的粒子性——量子光学24-1热辐射与普朗克量子论1900普朗克公式普朗克量子假设：1.简谐振子只能处于某些特殊的状态，在这些状态中它们的能量是某个最小能量单元ε的整数倍。这种最小的能量单元ε称为能量子，简称量子。2.频率

3、为ν的简谐振子的最小能量单元ε正比于频率，写作24-2光电效应与爱因斯坦量子论1905爱因斯坦量子论24-3康普顿效应1923康普顿康普顿波长II物质的波动性——波动力学24-4德布罗意波假设1924德布罗意实物粒子性辐射波动性波函数24-5电子衍射实验1927戴维孙、革末电子在镍晶体表面散射，衍射。1927P.汤姆逊电子通过多晶薄膜透射，衍射。1929斯特恩氦原子通过金箔透射，衍射。1931约翰逊氢原子（分子）通过金箔透射，衍射。1961约恩孙电子的单缝、双缝、三缝衍射、干涉。24-6波函数的物理意义

4、1926玻恩统计解释概率密度                     24-7不确定关系1927海森堡不确定关系式24-8薛定谔方程     1926薛定谔 波动力学  薛定谔方程 状态函数 含时薛定谔方程定态薛定谔方程       哈密顿算符一维定态薛定谔方程量子力学建立1925海森堡矩阵力学1926薛定谔 波动力学  1926狄拉克量子力学III原子理论——量子力学汤姆逊、卢瑟福、玻尔、薛定谔模型24-9早期原子理论原子基本性质有限性电中性稳定性线光谱1900？经典电偶极子模型1904J.Thoms

5、on蛋糕模型(1897，发现电子)原子大小约，均匀带正电。电子带负电，嵌于原子内，电子以一定频率振动，发射线光谱。1911卢瑟福有核模型原子大小约，内有硬核，大小约。1911？长冈行星模型1913玻尔量子轨道模型1926薛定谔电子云模型量子力学24-10经典电偶极子理论1900？经典电偶极子模型经典电偶极子辐射原子的电偶极子模型发射吸收原子的光发射从发射方程解出光波、光子模型对比原子的光吸收24-10’玻尔原子理论能量量子数氢原子基态能量角动量轨道半径波尔半径动量大小辐射频率24-11量子力学的原子理论

6、电子波函数概率密度                   电子云无轨道主要物理量1.位置不确定仅知概率2.动量不确定仅知概率3.能量确定能量量子数4.角动量大小确定角量子数5.角动量分量确定磁量子数6.自旋角动量大小确定自旋量子数7.自旋角动量分量确定自旋磁量子数8.辐射频率确定9.轨道磁矩大小确定角量子数10.轨道磁矩分量确定磁量子数11.自旋磁矩大小确定自旋量子数12.自旋磁矩分量确定自旋磁量子数波尔磁子有确定值的物理量均是量子化的多电子原子结构泡利不相容原理能量最小原理尼科尔松的量子化原子模型尼科尔

7、松（J．W．Nicholson）是英国颇有名气的数学和天文物理学家，擅长于星光光谱和日冕光谱的研究。1911—1912年间，他发表了一系列关于天体光谱的论文，其中也讨论到原子模型。他认为恒星和太阳这样高温的物体，原子应具有特殊的状态，这时电子的能量会高到电子环的半径远大于原子的半径。他认为对这种状态卢瑟福的有核模型和汤姆生的实心带电球模型可看成是一致的。他假设天体中除了氢和氦以外，还有两种最简单的元素，叫Nebulium和Protofuorine，它们的原子分别具有4e和5e的电子。这些电子组成环。他从

8、力学原理计算系统的能量，发射能量与振动频率之间有一确定的比值，这使他想到可以把原子看成普朗克振子。    他说：“由于这一类原子系统的能量的可变部分与mnα2ω2成正比（其中m是电子质量，n是电子数，a是电子环半径，ω是振动角频率），E/频率=mnfα2ω或mnav，即等于电子绕核旋转的总角动量。所以，如果普朗克常数，像索末菲所主张的那样，有原子意义，也就意味着当电子离开或返回时，原子的角动量只能以一分立值来增减。”这正是玻尔后来在原子理论