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1、量子物理黑体量子光子波粒二象性不确定关系薛定谔玻尔爱因斯坦普朗克量子物理(QuantumPhysics)前言量子概念是1900年普朗克首先提出的,经过爱因斯坦、波尔、德布罗意、薛定谔等人的努力,于20世纪30年代,建立了量子力学,这是关于微观世界的理论,和相对论一起,构成近代物理学的理论基础。十九世纪末,经典物理(力学、电磁学、光学、热力学和统计物理)已相当成熟,对物理现象本质的认识似乎已经完成。当研究的触角进入到“微观粒子”尺度时,一系列实验发现(如后边将提到的黑体辐射、光电效应等实验)都是无法用经典物理学解释的。这迫使人们
2、跳出传统的物理学框架,去寻找新的解决途径,从而导致了量子理论的诞生。birthdayofquantummechanicsMaxPlanck(1858-1947)NobelPrize191814December1900Planck(age42)suggeststhatradiationisquantizedE=hnh=6.626x10-34J•s1897Thompson(age41)NobelPrize1906measurestheelectron"plumpudding"model1905Einstein(age26)prop
3、osesthephotonStatusofphysicsAlbertEinstein(1879-1955)NobelPrize19211911Rutherford(age40)infersthenucleus1913,Bohr(age28)constructsatheoryofatom1921BohrInstituteopenedinCopenhagen(Denmark)Itbecamealeadingcenterforquantumphysics(Pauli,Heisenberg,Dirac,…)NielsBohr(1885
4、-1962)NobelPrize1922oldquantumtheorymatrixformulationofquantummechanicsWernerHeisenberg(1901-1976)NobelPrize19321925atGöttingen(Germany)M.Born(age43)W.Heisenberg(age23)P.Jordan(age22)MaxBorn(1882-1970)NobelPrize1954wavefunctionformulationofquantummechanicsErwinSchrö
5、dinger(1887-1961)NobelPrize19331923DeBroglie(age31)matterhaswavepropertiesLouisdeBroglie(1892-1987)NobelPrize19291926Schrödinger(age39)SchrödingerequationPaulDirac(1902-1984)NobelPrize19331925Pauli(age25)PauliexclusionprincipleWolfgangPauli(1900-1958)NobelPrize19451
6、928Dirac(age26)Diracequation(quantum+relativity)1927SolvayConferenceHeldinBelgiumEinsteinPlanckDiracSchrödingerPauliHeisenbergDeBroglieBornBohrtheconferencewasattendedbytheworld'smostnotablephysiciststodiscussthenewlyformulatedquantumtheory.教学要求1.了解黑体辐射;掌握光电效应、康普顿效应
7、及其实验规律。5.熟练掌握波函数及其物理意义;熟练掌握不确定关系的估算;掌握一维定态薛定谔方程和一维方势阱。4.理解描述物质波动性的物理量和粒子性的物理量之间的关系。3.了解德布罗意波假设及其电子衍射实验;理解光和实物粒子的波粒二象性;掌握德布罗意公式。2.理解掌握氢原子光谱的实验规律及玻尔氢原子理论,并了解此理论的意义及其局限性。6.掌握原子中电子运动状态的四个量子数。7.了解激光产生的机理、激光器的基本结构、器件的作用、激光的特性及其应用。8.了解自由电子按能量的分布,掌握费米能量的计算。9.了解固体能带的形成,掌握导体、
8、半导体和绝缘体的能带结构特点。掌握禁带宽度的计算。第12章量子物理基础(TheFoundationofQuantumPhysics)(1)§12.1普郎克能量子假设§12.2光的粒子性§12.3氢原子光谱§12.4实物粒子的波动性§12.5不确定关系§12.6波函数与波函数的
