量子力學第1講緒論-文庫吧資料
2025-06-22 22:55本頁面
【正文】 一、經典物理遇到的困難與能量量子化 (19) 愛因斯坦“因在數學物理方面的成就，尤其發(fā)現(xiàn)了光電效應的規(guī)律”，獲得了 1921年諾貝爾物理獎 。 根據 能量守恒 當頻率為 ? 的 光照射金屬時，一個電子只能以整體的形式吸收一個光子。 20 一、經典物理遇到的困難與能量量子化 (17) 按照光的經典電磁理論： 愛因斯坦對光電效應的解釋 光的強度與頻率無關，不應存在截止頻率。但產生條件與光的 頻率 有關，與光的 強度 無關。這樣以來，電子就不會掉到原子核里，原子的壽命就會很長 。能量的大小為： nEEE ?????, 21 nE mEmn EEhE ??? ? 其中 是電磁波的頻率， 是普朗克常數。 1?n2345?n17 一、經典物理遇到的困難與能量量子化 (14) 能量量子化概念不僅解釋了原子壽命的問 題，而且提出了產生電磁波的量子論觀點 原子中的電子只能處于一系列分立的能級之中 :即 。 這些狀態(tài)稱為原子系統(tǒng)的 穩(wěn)定狀態(tài) （ 簡稱定態(tài) ） 。但連續(xù)譜會導致原子的塌陷。 12 一、經典物理遇到的困難與能量量子化（ 9） 原子塌陷與氫原子光譜 按 經典理論 ，如果采用盧瑟福的原子有核模型，電子繞核做加速運動，因而以 連續(xù)譜 的形式向外輻射能量，并最終因能量耗盡而掉到原子核里，原子的壽命約為 1ns。 11 作業(yè) 通過查閱資料，從能量量子化假設出發(fā)，推導 Planck公式。于是，量子的概念浮出水面。 如果能量是 量子化的 ，即原子吸收或發(fā)射電磁波，只能以 “ 量子 ” 的方式進行，那末黑體輻射問題就能得到很好的解釋。s 能量的量子化假設 經典物理學 認為能量永遠是 連續(xù)的 。s 9 普朗克從 這些假設出發(fā)可以得到著名的 普朗克公式： 普朗克后來又為這種與經典物理格格不入的觀念深感不安，只是在經過十多年的努力證明任何復歸于經典物理的企圖都以失敗而告終之后，他才堅定地相信 的引入確實反映了新理論的本質。 E υ 238)( ???ckTE ?（ RJ公式） 7 一、經典物理遇到的困難與能量量子化（ 5） 不同溫度下黑體的輻射率 與實驗結果驚人地符合 2 Rayleigh— Jeans公式 (19001905) 1 Wien公式 (1893) M l 3 普朗克公式 (1900) 維恩線 瑞利－金斯線 普朗克線 實驗結果 TcecE /31 2)( ??? ??238)( ???ckTE ?1)( /312 ?? Tce cE ? ??8 一、經典物理遇到的困難與能量量子化（ 6） 普朗克 (19581947)量子假說 輻射黑體中分子和原子的振動可視為線性諧振子，這些線性諧振子可以發(fā)射和吸收輻射能。 1899年 Kelvin勛爵 在歐洲科學家新年聚會的賀詞中說： 物理學晴朗的天空上， 飄著幾朵令人不安的烏云 黑體輻射 邁克爾遜 — 莫雷實驗 光電效應 氫原子光譜 康普頓效應 量子力學 狹義相對論 一、經典物理遇到的困難與能量量子化（ 2） 5 一、經典物理遇到的困難與能量量子化（ 3） E υ 此關系與實驗及日常經驗嚴重不符！ E ?238)( ???ckTE ?
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