量子力學(xué)第1講緒論-展示頁
2025-06-25 22:55本頁面
【正文】 一、 黑體輻射問題 － 紫外災(zāi)難 按照經(jīng)典理論，黑體向外輻射電磁波的能量 與頻率 的關(guān)系（ RJ公式）為： 20世紀初物理學(xué)界遇到的幾個難題 6 一、經(jīng)典物理遇到的困難與能量量子化（ 4） 能完全吸收各種波長電磁波而 無反射和透射 的物體。 電磁波（包括光）是這樣產(chǎn)生的 ：帶電體做加速運動時，會向外輻射電磁波。1 量子力學(xué) 光電子科學(xué)與工程學(xué)院 王可嘉 第一講 緒 論 2 目 錄 一、 經(jīng)典物理遇到的困難與能量量子化 二、 波粒二象性 三、 學(xué)習(xí)量子力學(xué)的目的和要求 四、 平面波與傅里葉變換 3 一、經(jīng)典物理遇到的困難與能量量子化（ 1） 但是， 20世紀初物理學(xué)晴朗的天空上， 卻飄著幾朵令人不安的烏云 ！ ——W. Thomson (Kelvin勛爵 ) 19世紀末，物理學(xué)界建立了牛頓力學(xué)、電動力學(xué)、熱力學(xué)與統(tǒng)計物理，統(tǒng)稱為 經(jīng)典物理學(xué) 。其中的兩個結(jié)論為： 能量永遠是連續(xù)的 。 如：回旋加速器中的軔致輻射。 絕對黑體和黑體輻射 存在熱輻射過程：任何物體在任何溫度下都在不斷地 向外發(fā)射各種波長（頻率）的電磁波 。這些諧振子只能處于某些分立的狀態(tài)，在這些狀態(tài)下，諧振子的能量不能取任意值，只能是某一最小能量 ? 的整數(shù)倍 對頻率為 ? 的 諧振子 , 最小能量 ? 為 : ????? n,4,3,2, ???n為整數(shù)， 稱為 量子 數(shù) νh??? 稱為 能量子 能量不連續(xù)，只能取某一最小能量的整數(shù)倍 !!!!! 普朗克常數(shù)： h = 1034 J 1918年他榮獲 諾貝爾物理學(xué)獎 1)( /312 ?? TcecE ???一、經(jīng)典物理遇到的困難與能量量子化（ 7） h10 一、經(jīng)典物理遇到的困難與能量量子化（ 8） 普朗克常數(shù)： h = 1034 J在解釋黑體輻射時遇到困難。 經(jīng)典理論 認為能量是；普朗克的 連續(xù)不斷的觀點改變了這種認識，認為能量是 量子化的 ，是一份一份的。只是由于普朗克常數(shù)太小，我們通常感受的能量都是連續(xù)的。 要求：給出完整的推導(dǎo)過程和參考文獻的名稱。 二、 原子的穩(wěn)定性問題 輻射功率 13 原子光譜是研究和了解原子內(nèi)部結(jié)構(gòu)的重要方法 實驗觀測到： 氫原子光譜 是彼此 分裂 的線狀光譜， 每一條譜線具有確定的波長（或頻率 ） 一、經(jīng)典物理遇到的困難與能量量子化（ 10) ? 5 6 2??H? 8 6 1??H???H14 一、經(jīng)典物理遇到的困難與能量量子化 (11) 按經(jīng)典理論，如果采用盧瑟福的原子有核模型，應(yīng)該觀測到的是 連續(xù)譜 ?？墒?，為何會產(chǎn)生分立譜？ 問題： 原子的穩(wěn)定性問題？ 原子分立的線狀光譜？ 玻爾 （ Niels Henrik David Bohr） （ 18851962） 15 一、經(jīng)典物理遇到的困難與能量量子化 (12) 玻爾的假設(shè)： (1913 “ 論原子分子結(jié)構(gòu) ” ) （ 1）定態(tài)假設(shè)： 原子系統(tǒng)只能處在一系列具有 不連續(xù)能量的狀態(tài) ， 在這些狀態(tài)上電子雖然繞核做園周運動但 并不向外輻射電磁波 。這些定態(tài)的能量： nEEE , 21 ?nkknEEhnn== （ 2）躍遷假設(shè)： 電子從一個能量為 的穩(wěn)定態(tài) 躍遷 到另一能量為 的穩(wěn)定態(tài)時，要吸收或發(fā)射一個頻率為
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