《經(jīng)典物理的困難》ppt課件(文件)
【正文】 建立過(guò)程 3 量子力學(xué)的成功 4 量子的應(yīng)用 5 經(jīng)典力學(xué)和量子力學(xué)的比較 11 1 什么是量子力學(xué)，量子力學(xué)的研究對(duì)象？ ? 量子物理學(xué)，是在原子層次研究物質(zhì)和輻射的一門學(xué)問(wèn)。 兩朵烏云 (1) 黑體輻射 紫外災(zāi)難 (2) 以太漂移 三大發(fā)現(xiàn) (1) 1895年，倫琴射線 —X射線，第一枚諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng) (2) 1896年，放射性元素的鈾和鐳 (3) 1897年，湯姆遜發(fā)現(xiàn)了電子 13 A 早期的量子力學(xué) 1900年普朗克為了克服經(jīng)典理論解釋黑體輻射規(guī)律的困難引入能量子（ energy quanta），為量子理論奠定基礎(chǔ)，他本人也被譽(yù)為量子理論之父。dinger’s equation is based. ? This form of quantum mechanics is called wave mechanics. ? An alternative but equivalent formalism, matrix mechanics, is based on mathematical operators. Quantum mechanics 23 5 經(jīng)典力學(xué)和量子力學(xué)的比較 ? 量子力學(xué)與經(jīng)典力學(xué)并不矛盾。 ? 如質(zhì)子的質(zhì)量比電子大 1836倍，所以質(zhì)子質(zhì)量一般 的運(yùn)動(dòng)用經(jīng)典力學(xué)計(jì)算即足夠準(zhǔn)確。 例如：加熱鐵塊， 溫度 ? 看不出發(fā)光 ?暗紅 ?橙色 ?黃白色 這種與溫度有關(guān) 的 輻射，稱為熱輻射。可高度近似為 黑體 。 ? 普朗克本人也有很多的困惑和彷徨 其中 h = 10 3 4 J ? 對(duì)于較高 f值，發(fā)射出相應(yīng)量子所需的能量非常大，只有少數(shù)原子才具備。按量子理論計(jì)算，此彈簧振子的能級(jí)間隔多大？減少一個(gè)能量子時(shí) ,振動(dòng)能量的相對(duì)變化是多少？ ?,2,1?? nnhE ?能量 n,量子數(shù) 40 解：彈簧振子的頻率 13 121 ?? ??? smk??能級(jí)間隔 J3334 ?? ?????? ?hE?振子現(xiàn)有能量 J862 ?? ?????? kAE相對(duì)能量變化 26833102105 ?????????EE現(xiàn)在能達(dá)到的最高的能量分辨率為： 2610 ???EE原因 : 在宏觀世界中 h太小了 ,以至于可以忽略它的作用。這種粒子保持著頻率或波長(zhǎng)的概念，光子的能量正比于其頻率，即 hν??? 光量子具有 “ 整體性 ” ，光的發(fā)射、傳播、吸收都是量子化的 （ 1）愛因斯坦光量子假設(shè) (1905) light quantum assumption ? 根據(jù)光的動(dòng)量和能量關(guān)系： p=E/c，得到： p=h/λ 43 ? 當(dāng) ?＜ A/h時(shí)，不發(fā)生光電效應(yīng) ， ? I ? ?光子數(shù) N ? ?打出光電子多 ? im ? 光量子 假設(shè)解釋了光電效應(yīng)的全部實(shí)驗(yàn)規(guī)律！ (2)對(duì)光電效應(yīng)的解釋 : ? 一個(gè)光子將全部能量交給一個(gè)電子，電子克服金屬對(duì)它的束縛，從金屬中逸出。20 ?? hEcmh e ????mpp ?? 39。 52 5 波粒二象性 waveparticle duality 經(jīng)典物理對(duì)粒子概念的理解 ① 經(jīng)典粒子具有確定的大小、質(zhì)量和電荷，在空間占據(jù)一個(gè)確定的位置。 ② 表征經(jīng)典波動(dòng)的物理量是頻率和波矢，運(yùn)動(dòng)服從相應(yīng)的波動(dòng)方程。 57 D 波粒二象性的實(shí)驗(yàn)論據(jù) ? 1927年， 面的散射實(shí)驗(yàn)，觀察到和 X射線衍射類似的電子衍射現(xiàn)象， 首先證實(shí)了電子的波動(dòng)性。 一切粒子都具有波粒二象性 58 小 結(jié) 光量子 能量子 波粒二象性 非連續(xù)性 1 普朗克的能量量子假設(shè)：光波在發(fā)射過(guò)程中，物體的能量變化 是不連續(xù)的，并且能量值只能取某個(gè)最小單元的整數(shù)倍？ 2 愛因斯坦試探性的答案：因?yàn)楣獠ū旧砭褪怯梢粋€(gè)個(gè)的能量子 組成的 (光量子 ) 3 玻爾原子理論：由于物體中束縛在原子周圍的電子只能處于 分立的能量態(tài)，而當(dāng)電子在這些能量態(tài)之間躍遷時(shí)，它所發(fā)出 的光也就自然具有分立的能量 4 Compton 效應(yīng)證實(shí)了光的粒子性 59 要點(diǎn) ? Planck假設(shè) ? Einstein的光量子假說(shuō) ? 波粒二象性 ?? nhE n?hp ?60 名詞術(shù)語(yǔ) ? quantum mechanics ? classical physics ? Newton’s mechanics ? thermodynamics and statistical physics ? electrodynamics ? black body radiation ? Einstein’s lightquantum assumption ? Photoelectric effect ? atomic nucleus ? electron (hole) ? discrete 61 名詞術(shù)語(yǔ) ? ground state ? transition ? excited state ? energy quantization ? wavelength (frequency) ?
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1