100走近量子力学

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1、第一章量子力学基础和原子结构绪论:走近量子力学经典物理学的内容、特点和局限性3．热力学和统计物理：2．电动力学：1．经典力学：经典物理学的内容主要有展以前的物理学通常称为经典物理学1900年以前，即量子论和相对论等近代理论发研究宏观物体的运动研究电磁现象（电磁波）研究大量粒子的宏观性质经典物理学的特点有4．波动性和粒子性是互相独立的3．质点有确定的坐标和动量，因而有确定的运动轨道。例如平抛物体：2．物理量的变化是连续的，可取任一数值1．物体的质量固定不变例如能量E=11.1…焦1.01…1.001…1.00

2、01……1．经典力学：宏观质点的运动经典物理学的适用范围宏观领域经典物理理论有局限性，例如：经典力学只适用于质量比分子大得多，而速度比光速小得多的物体的运动。经典力学不适用于微观领域和高速领域量子力学相对论力学3．热力学和统计物理：大量粒子的宏观性质2．电动力学：电磁波波动性粒子性波动性粒子性二.微观运动的特点和特性微观运动的特点宏观运动微观运动质量运动范围运动速度很大如肉眼看不见的小灰尘质量为10–12克很小例如原子中的电子质量为9×10-28克很大很小很小例如第一宇宙速度为7.9×103ms-1很大例如

3、原子中电子的运动速度约为106ms-1例如原子中电子的运动范围约为10-8cm微观运动的特性波粒二象性统计性量子性是指20世纪初,在仅仅认识到微观运动的量子性时所提出的早期的量子论。1927年以后波动力学矩阵力学是量子力学的两种不同的表述方式旧量子论量子性三.黑体辐射和普朗克量子论一物体若能吸收某种波长的电磁波，则它也能发射这种波长的电磁波。辐射是指物体对电磁波的吸收或发射。黑体是指能够吸收，因而也能发射各种各样的波长的电磁波的物体。辐射是由于物体中带电粒子的振动所造成.物体中的分子、原子、离子等，都是带电

4、粒子,都在不停振动,可以看作是带电的线性谐振子。它们振动时就会以辐射的形式吸收或放出能量。辐射的能量对应于谐振子的能量变化，辐射的频率等于谐振子的振动频率。经典理论认为：谐振子的能量由振幅决定而与频率无关，因而辐射的能量与频率无关。实验事实:辐射的能量取决于频率(和温度)。经典理论认为谐振子的能量由振幅决定，振幅可以连续地取任一数值，因而能量也可以连续变化，可以取任意数值。普朗克假定：辐射物质中谐振子的能量E不能是任意数值，而只能是一个最小能量单位ε的整数倍：E是谐振子的能量，是量子化的n=1,2,3,4…

5、…h=6.626×10-34JS-1称为普朗克常数n是量子数ε是最小的能量单位,称为能量子，ν为频率四.光电效应和爱恩斯坦光子学说金属受光照而有电子逸出的现象称为光电效应。所逸出的电子称为光电子，所形成的电流称为光电流。ν>ν0Vi光电效应实验事实光电子能否形成及光电子动能的大小都取决于光的频率。1.每种金属都有一个临阈频率ν0，只有当入射光频率ν>ν0时，才会产生光电子。例如铯:ν0=4.545×10-14s-12.光电子的动能与光的频率成正比,而与光的强度无关。3.光电流的大小与光强成正比。光电效应实验

6、事实：光电子能否形成及光电子动能的大小都取决于光的频率。经典理论认为：光是电磁波。光照射到金属表面时，电磁振动使金属中自由电子的能量增大而逸出金属表面，并在逸出之后还具有一定的动能。光电子能否形成及光电子动能的大小取决于光的能量，而光的能量取决于光的强度，光强正比于电磁振动振幅的平方，而与光的频率无关。1.光是以光速前进的光子流，光的强度正比于光子密度：2.光的能量是量子化的，光量子(简称光子)为：(光子静止质量)4.光子有质量，则必有动量。光子动量为：5.光子和电子碰撞时，能量守恒，动量守恒。ε=mc2爱

7、恩斯坦光子学说3.光子有能量，则必有质量。光子质量为：p=mv光强∝金属中的电子须克服金属的内部引力和表面电场力才能逸出,所需的最小能量称为电子逸出功W0。不同金属的W0不相同,而同一种金属的W0是一定的。光投射于金属时，光子与电子碰撞，光子的能量hν全部给予了电子。如果hνW0,则电子得到的能量除做逸出功以外，余下的转化为光电

8、子的动能：mv2=hν-W0=hν-hν0。由上列两式可知，光电子能否形成及光电子动能的大小都取决于光的频率。ViViVs光强大光强小根据光子学说，光的强度越大，则光子密度越大，单位时间内产生的光电子数就越多，因而光电流越大。即光电流的大小与光强成正比。ViViVs光电流i还与加速电压V有关。V增大则i增大，但当V大到一定程度时，i趋于定值，此值称为饱和光电流imax。光电流有最大值，是因为光强一定时，光子密度一