經(jīng)典物理的困難ppt課件-文庫吧在線文庫
【正文】 實(shí)驗(yàn)陸續(xù)證明了中子、質(zhì)子及原子甚至分子都 具有波動(dòng)性。 ? 只有對于那些質(zhì)量非常小的物體，才能夠檢測到它們的波長。 討論： 51 康普頓散射實(shí)驗(yàn)的意義 （ 1） 有力地支持了愛因斯坦 “ 光量子 ” 假設(shè)；證實(shí)了光的粒子性 （ 2）首次在實(shí)驗(yàn)上證實(shí)了“ 光子具有動(dòng)量 ” 的假設(shè)； （ 3）證實(shí)了在微觀世界的單個(gè)碰撞事件中，動(dòng)量和能量守恒定律仍然是成立的。 ? 光電效應(yīng)引起的現(xiàn)象是赫茲在 1887年發(fā)現(xiàn)的 ,后經(jīng)總結(jié)得出以下規(guī)律： A 對一定的金屬存在一個(gè)臨界頻率 ?0，當(dāng) ? ?0時(shí)不論多強(qiáng)的光也不會產(chǎn)生光電子 B 每個(gè)光電子的能量只與照射光的頻率有關(guān)，而與光強(qiáng)無關(guān)，光強(qiáng)只影響到光電流的強(qiáng)度，即光電子的數(shù)目 C 不論光強(qiáng)多微弱只要 ? ?0,立即觀測到光電子 42 ? 光束和物質(zhì)相互作用時(shí)，其能量并不象波動(dòng)理論所想象的那樣連續(xù)分布，而是集中在一些叫 光子 （photon）的粒子上。 ? 每一個(gè)原子都能夠以量子的形式發(fā)射電磁輻射。 ? 吸收或發(fā)射電磁輻射只能以“量子”方式進(jìn)行，每個(gè)“量子”的能量為 ?? nh?(4) Planck 假設(shè) 德國人 1858－ 1947 37 1)/ex p (8),( 33 ?? Tkh ννchTνEB?波段實(shí)驗(yàn)結(jié)果極為符合的普朗克黑體輻射公式： ? 普朗克理論開始突破了經(jīng)典物理學(xué)在微觀領(lǐng)域的束縛，打開了光的粒子性的大門。dinger 運(yùn)動(dòng)過程 連續(xù)運(yùn)動(dòng) 非連續(xù) 力學(xué)量 x/p確定，其它確定 確定值 多個(gè)力學(xué)量（算符） 以概率形式取分立值 勢壘 勢壘貫穿（半導(dǎo)體器件） 完全反射 軌道 確定的運(yùn)動(dòng)軌道 不具有確定的軌道 動(dòng)量、位置 確定性 不確定性 態(tài)疊加 兩列波的疊加 可能狀態(tài)的相干疊加 粒子 不體現(xiàn) 波粒二象性 25 第一章 經(jīng)典物理學(xué)的困難 1 黑體輻射和普朗克的能量子假說 2 光電效應(yīng)和愛因斯坦的光量子論 3 原子結(jié)構(gòu)的玻爾量子論 4 康普頓散射 5 波粒二象性 26 光是一種波 wave 干涉條紋 一條狹縫 ? 200年前，托馬斯 揚(yáng) (Thomas Young)利用雙縫實(shí)驗(yàn)證實(shí)了 光是一種波，得到明暗相間的干涉條紋 27 似水波 干涉所產(chǎn)生的波峰和波谷 ? 光是由在空間傳播有電磁波所組成的 ? 用麥克斯維方程組得出所有的電磁波都以光速進(jìn)行傳播 ? 光似波的形式傳播就象水波 28 1 黑體輻射 和普朗克的能量子假說 （ 1）基本概念 A 熱輻射 （ Heat radiation） 物體受熱就會發(fā)光 ,溫度不同時(shí) ,輻射的波長不同。dinger 15 C 量子力學(xué)的誕生 矩陣力學(xué)和波動(dòng)力學(xué)的殊途同歸 ＿＿ 1928年的狄拉克提出電子的相對論性方程－狄拉克方程，標(biāo)志著量子力學(xué)的誕生 D 量子力學(xué)建立發(fā)展過程中的重要人物（諾貝爾獎(jiǎng)獲得者） 普朗克 1918 能量子 愛因斯坦 1921 光電效應(yīng)的解釋 玻爾 1922 氫原子軌道 密立根 1923 光電效應(yīng)的證實(shí) 康普頓 1927 光子動(dòng)量 德布羅意 1929 粒子的波粒二象性 海森堡 1932 量子力學(xué)的建立 薛定諤 1933 薛定諤方程 泡利 1945 不相容原理 玻恩 1954 波函數(shù)的統(tǒng)計(jì)解釋 狄拉克 1933 狄拉克方程 16 3 量子力學(xué)的成功 成功解釋： ?原子、原子核的結(jié)構(gòu) ?固體結(jié)構(gòu) ?元素周期表和化學(xué)鍵 ?超導(dǎo)電性、半導(dǎo)體性質(zhì) 促 成： ?現(xiàn)代微電子技術(shù)—信息化時(shí)代 ?激光技術(shù) ?新能源、新材料出現(xiàn) 使人類進(jìn)入信息化時(shí)代 沒有量子力學(xué) 就沒有人類 20世紀(jì)的文明 李政道 17 4 量子的應(yīng)用 ? 檢測炸彈 ? 并行計(jì)算 (量子糾纏態(tài) ) ? 搜索數(shù)據(jù)庫 ? 量子超光速通信（遠(yuǎn)距離傳物） ? 電子隧道顯微鏡 ? 量子器件 18 量子信息學(xué) quantum information theory ? 產(chǎn)生 存儲 編碼 傳輸 譯碼 信道傳輸 : 可靠性 有效性 核心 芯片的集成度 量子力學(xué)的新進(jìn)展使新的交叉學(xué)科 —— 量子信息學(xué) 應(yīng)運(yùn)而生 19 量子比特 qubit ? 特征：量子疊加態(tài) 量子系統(tǒng)可能同時(shí)處于 “ 1”或 “ 0”態(tài)這樣的量子疊加態(tài) 集成： ? 量子密碼學(xué) ）＋（＝ 1021?11100001 ，20 ? 量子計(jì)算機(jī)是 其 主要研究內(nèi)容之一 ? 建立在量子理論基礎(chǔ)上的最有發(fā)展前景！ 突破經(jīng)典信息系統(tǒng)極限的途徑－量子計(jì)算機(jī) 21 Quantum theory ? The theory devised
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