經(jīng)典物理的困難ppt課件(存儲(chǔ)版)
【正文】 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。 ? 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。 ? 普朗克本人也有很多的困惑和彷徨 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(chēng)為熱輻射。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。 7 課程主要內(nèi)容 (一 ) 經(jīng)典物理學(xué)的困難 波粒二象性 (二 ) 波函數(shù)和薛定鄂方程 勢(shì)壘貫穿 (三 ) 力學(xué)量 算符 (四 ) 微擾理論 氫原子 (五 ) 前沿量子科技 (補(bǔ)充 ) 量子力學(xué) 8 導(dǎo)論 量子力學(xué)的發(fā)展及應(yīng)用 9 經(jīng)典物理 Classical Physics ? 物理學(xué)中的四大力學(xué) ? 牛頓力學(xué) (Newton’s mechanics):描述宇宙中宏觀物體運(yùn)動(dòng)論 ? 熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理學(xué) (Thermodynamics and statistical physics)：關(guān)于熱現(xiàn)象的宏觀、微觀描述 ? 電動(dòng)力學(xué) (Electrodynamics):電磁現(xiàn)象的理論(Maxwell的電磁場(chǎng)理論和關(guān)于電磁波的傳播媒質(zhì) 以太 ether存在的假說(shuō) ) ? 經(jīng)典物理學(xué)遇到了困難 10 量子力學(xué)發(fā)展歷史 1 什么是量子力學(xué)，量子力學(xué)的研究對(duì)象？ 2 量子力學(xué)的建立過(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(mén)學(xué)問(wèn)。我想我可以相當(dāng)有把握地說(shuō)，沒(méi)有 人理解量子力學(xué)。 ? 量子力學(xué)的主要特征是要用一個(gè)普適常數(shù)－普郎克常數(shù) h來(lái)表征 . ? 測(cè)不準(zhǔn)原理 (微小距離的不確定性 ) ? 量子力學(xué)不但支配著整個(gè)微觀世界，也支配著整個(gè)宏觀世界，可以說(shuō)整個(gè)物理學(xué)都是量子物理學(xué)，宏觀自然現(xiàn)象的經(jīng)典物理學(xué)不過(guò)是量子力學(xué)規(guī)律的近似 . 12 2 量子力學(xué)的建立過(guò)程 十九世紀(jì)末，經(jīng)典物理已發(fā)展得相當(dāng)完善，那時(shí)，人們認(rèn)為經(jīng)典物理似乎已經(jīng)是無(wú)所不能：力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、波動(dòng)光學(xué)等問(wèn)題大都已經(jīng)解決，甚至遠(yuǎn)及太陽(yáng)系中的問(wèn)題也能用經(jīng)典物理處理。 一般可以拿氫原子中的電子作標(biāo)準(zhǔn)。 ? 利用黑體可撇開(kāi)材料的具體性質(zhì)來(lái)普遍地研究熱輻射本身的規(guī)律 B 黑體輻射 (Black body radiation) ? 如果將黑體加熱到某一溫度 T，則必定輻射與它吸收的頻譜完全相同的電磁波，稱(chēng)為 黑體輻射 32 C 怎樣實(shí)現(xiàn)黑體和黑體輻射？ ? 完全被不透過(guò)輻射的壁 (可以為鐵、銅、瓷器等材料）包住，且維持在一定溫度 T的空腔，其孔的大小遠(yuǎn)比內(nèi)壁總面積小。 彈簧的勁度系數(shù) k=。 EmEn=hν ? 殼層間的能量差隨殼層靠近原子核而增加 47 玻爾的軌道角動(dòng)量的量子化條件 ? 電子圓軌道運(yùn)動(dòng)提出了軌道角動(dòng)量的量子化條件(quantization condition): . . .3,2,1, ?? nnJ ?? Bohr計(jì)算出電子的圓軌道運(yùn)動(dòng)的半徑 : ? 以及各個(gè)能級(jí)的能量： 222Zemnren??對(duì)氫原子 Z=1 2242 12 neZmE en ??? ?? 氫原子的基態(tài)軌道半徑 ： memre10221 ???? ?玻爾半徑 48 Bohr theory ? This theory published in 1913 by the Danish physicist Niels Bohr[18851962] to explain the line spectrum of hydrogen. ? He proposed that electrons could only occupy orbits in which this angular momentum had certain fixed values, h/2π， 2h/2π, 3h/2π,… nh/2π. 49 4 康普頓散射 Compton Scattering ? 康普頓散射：當(dāng)用波長(zhǎng)為?0的 X射線照射原子中的電子時(shí)，發(fā)現(xiàn)散射波中出現(xiàn) ?≠ ?0 的波 ? 光子和電子的碰撞 ? 能量、動(dòng)量守恒： 39。 53 5 波粒二象性 waveparticle duality 經(jīng)典物理學(xué)中波動(dòng)的概念 ① 經(jīng)典波動(dòng)是可以在整個(gè)空間中傳播的周期性擾動(dòng)。 ? 除電子外，
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