【正文】 子力學基礎知識 算符的定義 算符就是將一個函數(shù)變?yōu)榱硪粋€函數(shù)的數(shù)學運算符號。? 歸一化過程 為歸一化波函數(shù) 39。狀態(tài)（描述微觀粒子同一運動與 ?cc ??歸一性 12 ?? ? ? ?? dW若 為歸一化波函數(shù)； )(2 有限值kdW ?? ? ? ??若 為未歸一化波函數(shù)。 ),(),( trtzyx ??? 或2022/7/14 42 波函數(shù)的物理意義 ? 波函數(shù)用來描述微觀粒子的運動狀態(tài)； ? 波函數(shù)絕對值平方 代表體系幾率密度分布。 結(jié)論 2022/7/14 40 第一章 量子力學基礎知識 微觀粒子和宏觀物體的特性對比 宏觀物體 微觀粒子 具有確定的坐標和動量，可用牛頓力學描述。 2022/7/14 37 第一章 量子力學基礎知識 不確定關系式可用于判斷物體運動規(guī)律是否可用經(jīng)典物理學處理，還是用量子力學處理的一個 定量判斷的客觀標準。 二者的相似之處是都表現(xiàn)有波的相干性。 在空間任何一點上波的強度與該點處粒子出現(xiàn)的幾率成正比。 解 : 第一章 量子力學基礎知識 2022/7/14 29 德布羅依波的實驗證實 第一章 量子力學基礎知識 Davtsson和 Germer —— Ni單晶電子衍射實驗 Thomson —— 多晶 電子衍射實驗 2022/7/14 30 第一章 量子力學基礎知識 根據(jù) 電子衍射實驗測得的電子波長與 由德布羅依關系式計算出的電子波長非常吻合。 mmv hph 34234 ???????????解 : 子彈的尺度在 cm數(shù)量級 , 德布羅依波 λ子彈的尺度 ，故其波動性可以忽略。 2022/7/14 26 第一章 量子力學基礎知識 對于實物粒子 P=mv 與此微粒相適應的波長為： mvhph ??? 德布羅依關系式 實物微粒所具有的波就稱為物質(zhì)波或德布羅依波。 光在傳播過程中，例如光的干涉、衍射，波性為主； 光與物質(zhì)作用時，例如光電效應，光化反應，粒性為主。 0?hW ?2022/7/14 22 解釋光電效應實驗結(jié)果： 當 hv＜ W 時，光子的能量不足以克服逸出功，不發(fā)生光電效應； 當 hv=W 時，光子的頻率即為產(chǎn)生光電效應的臨閾頻率 (v0) ； 當 hv＞ W 時，從金屬中發(fā)射的電子具有一定的動能，它隨 v的增加而增加，與光強無關。 3 光與物質(zhì)作用時，能量守恒，動量守恒。 實 驗 現(xiàn) 象 ? 光電子的產(chǎn)生與入射光的頻率有關 ? 光電子的動能與入射光的頻率成正比，而與光的強度無關。 實驗曲線 0 RayleighJeans (瑞利－金斯 )曲線 ?E Wien(維恩 ) 曲線 ?紫外 第一章 量子力學基礎知識 紫外 災難 2022/7/14 16 Planck 第一章 量子力學基礎知識 Planck量子論 1. 黑體是由不同頻率的諧振子組成； 2. 每個諧振子的能量總是某個最小能量單位 ε的整數(shù)倍； ?nE ? ?3,2,1?n因此，黑體輻射時能量是不連續(xù)的、即是量子化的。 實驗得到： 黑體輻射時能量密度按頻率分布的關系曲線。 2022/7/14 9 四、主要參考書 緒 論 1. 東北師范大學等 《 結(jié)構化學 》 ，高等教育出版社， 2022； 2. 郭用猷 《 結(jié)構化學 》 ，山東大學出版社， 1998； 3. 江元生 《 結(jié)構化學 》 ，高等教育出版社， 1997； 4. 潘道皚等 《 物質(zhì)結(jié)構 》 （第二版），高等教育出版社， 1989； 5. 倪行，高劍南 《 物質(zhì)結(jié)構學習指導 》 ，科學出版社， 1999； 6. 郭用猷 《 物質(zhì)結(jié)構基本原理 》 ，高等教育出版社， 1987； 7. 周公度等編著 《 結(jié)構化學習題解析 》 ，北京大學出版社， 2022。 為了提高石墨的導電性，往往在其中加入一些鉀原子。 培養(yǎng) 學生具有扎實的基礎理論知識，為后續(xù)課程（如有機結(jié)構分析，配位化學，高等無機化學，量子化學等）打下良好的理論基礎。 主要包括 : 量子力學基礎知識、原子的結(jié)構和性質(zhì)、分子的結(jié)構和性質(zhì)、化學鍵理論、晶體化學、研究結(jié)構的實驗原理和基本方法等內(nèi)容。 2022/7/14 3 二、結(jié)構化學的地位和特點 ? 結(jié)構化學與其它學科的關系 結(jié)構化學是其它學科的理論基礎，具有成上啟下的作用。 2022/7/14 5 意 義 當今化學已進入納米空間、皮秒時間時代，隨著人們對物質(zhì)微觀結(jié)構認識的不斷深入，結(jié)構化學的基本理論越來越廣泛地應用于化學的各個領域，特別是在材料、信息、能源等領域。 2022/7/14 7 在大自然中，豆科植物的根瘤菌在常溫常壓下可以吸收空氣中的 N2固定成 NH3。 2022/7/14 10 第一章 量子力學基礎知識 167。 2022/7/14 14 第一章 量子力學基礎知識 ★ 經(jīng)典物理學的解釋 經(jīng)典電磁理論認為： 黑體輻射是由黑體中帶電粒子的振動發(fā)出的，由于其振動是連續(xù)的，因此輻射電磁波的能量也是連續(xù)變化的。 ? 稱為能量子 ?? h? ? — 諧振子固有頻率 h — 普朗克常數(shù) ， sJh ??? ? 34106 2 3. 2022/7/14 17 ? 普朗克基于上述假定，采用與瑞利 金斯完全相同的處理方法 — 經(jīng)典統(tǒng)計物理學的方法解釋黑體輻射時能量密度與頻率變化規(guī)律，得到了與實驗完全吻合的結(jié)果。 。 4 光子具有質(zhì)量 m和動量 P。 第一章 量子力學基礎知識 光電方程 2022121 mvhmvWh ???? ?? 1921年，愛因斯坦因在光電效應方面的成就而被授予諾貝爾物理學獎。 2022/7/14 25 三、 實物微粒的波粒二象性 第一章 量子力學基礎知識 De Brogile 德布羅依（ De Brogile）假設 實物微粒也具有波粒二象性， 應服從與光的波粒二象性一樣的公式。 德布羅依 (De Broglie)波與光波的區(qū)別： 光波的傳播速度和光子的運動速度相等；德布羅依波的傳播速度為相速度 u， 不等于實物粒子的運動速度 V。 2022/7/14 28 例 2 原子中的電子 me= 1031 kg ， v= 106 m 后來發(fā)現(xiàn)質(zhì)子、中子、 α粒子、甚至原子和分子等微粒運動時也都具有波動性，都能產(chǎn)生衍射現(xiàn)象。 Born 因此，實物微粒波也稱為幾率波。 2022/7/14 33 四、 不確定關系 第一章 量子力學基礎知識 1927年，德國物理學家 Heisenberg提出了不確定關系，他認為具有波性的粒子不能同時具有確定的坐標和動量，它們遵循不確定關系。 應用 2022/7/14 38 第一章 量子力學基礎知識 例 3 對 質(zhì)量 m=1015kg的微塵，求速度的不確定量。 沒有確定的坐標和動量，需用量子力學描述。 2?? ??Ⅰ2?第一章 量子力學基礎知識 波函數(shù)的合格條件 有限 單值