1复旦量子力学苏汝铿课件

第一章量子力学§1.1经典物理学的困难黑体辐射黑体：吸收系数为1的物体例如：一个由绝热壁围成的开有一个小孔的空腔可近似视为黑体实验定律：基尔霍夫定律：ρν=ρν(ν,T)与空腔性质无关ρν~ν图存在Wien位移：λmT=0.2898×10-2mKStefan-Boltzmann定律u=σT4物理解释Wien公式Rayleigh-Jeans公式紫外灾难热辐射经典统计理论Planck量子论满足Wien位移可解释Stefan-Boltzmann定律两种特殊情况(a)高温区kThνPlanckR-JFormulae(b)低温区kThνPlanckWienFormulae光电效应临界频率，当频率小于临界频率时无光电子溢出光电子能量只与频率有关光强只影响光电子数目原子的线性光谱原子的稳定性比热困难Dulong-Petit定律Cp=3R在低温时与实验不符束缚态电子为什么对比热没有贡献振动自由度在常温下如何被冻结Compton效应高频X射线被轻元素电子散射后，散射波波长随散射角的增大而增大§1.2光量子和Planck-Einstein关系可得出planck公式解释光电效应Compton效应光量子和Planck-Einstein关系ε=cpp=hk/2π,k=2π/λPlanck假定ε=hν相对论质能关系ε2=m2c4+p2c2§1.3Bohr量子论ohr假定原子具有能量不连续定态(能量量子化)量子跃迁讨论可解释氢原子能级及线状光谱§1.3Bohr量子论可解释原子的稳定性可解释经典理论中的比热困难仍有许多困难存在不能给出谱线强度不能解释精细结构只能讨论束缚态，不能讨论散射态E不连续原因来自角动量量子化，不能揭露量子化的本质§1.4波粒两相性和deBroglie波的波粒二象性杨氏双缝实验II1+I2＋下图物质的波粒二象性deBroglie关系讨论两个公式是相互独立公式将表征波动的物理量(频率和波长)与表征粒子的物理量(能量和动量)联系起来统计解释实物粒子的deBroglie波长很短，波动性不显平面波的形式：虚数的引入是量子力学一大进步本章小结