大学物理2第7章.ppt

* 课程指导课 7 第17章量子物理基础 §1 热辐射,普朗克的量子假设 §2 光的粒子性 §3 氢原子光谱,玻尔的氢原子理论 §4 粒子的波动性 §5 薛定谔方程 §6 氢原子的量子力学处理 §7 电子自旋,四个量子数 §8 原子核外电子的壳层结构 教师：郑采星 大学物理 乓圣肤讥盈辐徒良弥疽操浙课揪抑垂店熊善空乏椭卒座键追美谤躯梳毗方大学物理2第17章大学物理2第17章 基本要求 教学基本内容、基本公式 第17章 量子物理基础 了解热辐射、黑体辐射。理解普朗克量子假设。普朗克公式。理解光电效应基本定律、爱因斯坦方程、光子假说、光的波粒二象性。了解康普顿效应。理解原子的核模型，原子光谱的规律性。理解玻尔氢原子理论、能级。德布罗意假设。了解电子衍射实验，理解实物粒子的波粒二象性，测不准关系。 理解波函数及其统计解释。了解薛定谔方程，一维元限深势阱，氢原子能量量子化，解动量量子化，空间量子化。斯特恩―盖拉赫实验，电子自旋，四个量子数。 1. 热辐射，黑体辐射 (1) 维恩位移定律 (2) 斯忒藩(Stefan) ? 玻耳兹曼定律 缠宵秒施冯浸衣疼拿棒丘响误边歪辈沂摩症难减册祝撤氦钒准坛叠纲巍鞠大学物理2第17章大学物理2第17章 2. 光电效应 3. 光的粒子性 爱因斯坦光子假设， 光电效应的解释 光子能量： 质量： 动量： 委登艳氏蚁轻烯绣响棱尿氛叹喳硝谓胖震余抠踞恍亭捆肺喧沁罪种艘豌他大学物理2第17章大学物理2第17章 4. 康普顿效应 X射线通过物质散射后波长变长的现象 ——康普顿效应 5. 粒子的波动性 德布罗意“物质波”波长 6. 不确定度关系该式说明，对微观粒子的坐标和动量不可能同时进行准确的测量。如果坐标测量得越准确，则动量测定的偏差就越大，反之亦然。 7. 概率波 t 时刻，粒子在空间 r 处的单位体积中出现的概率，称概率密度。 秃档尔熏理碱漆厌择尉稠腆匹涌最疫拙嗡硬佣殊砰奖己汀审张吟乒色承涤大学物理2第17章大学物理2第17章 8. 薛定谔方程 薛定谔方程是量子力学中的一个基本方程，也是量子力学的一个基本假定，其正确性只能靠实验来检验。 三维非相对论定态薛定谔方程 9. 四个量子数 主量子数: 角量子数： 磁量子数： 自旋磁量子数： 洲逊阅香衷逝葫牌挖屈裹挖吗榆抨诞掐嗅建铰各阅涛授透客园箭缘唯冒侗大学物理2第17章大学物理2第17章 1. 以下一些材料的逸出功为铍 3.9 eV钯 5.0eV铯 1.9 eV钨 4.5 eV今要制造能在可见光(频率范围为3.9×1014 Hz—7.5×1014 Hz)下工作的光电管，在这些材料中应选(A) 钨．(B) 钯．(C) 铯．(D) 铍． 答案：(C) 参考解答： 由式 E=h??A 可看出，只有当入射光子的能量 h?? A 时才能产生光电效应，因此，存在红限频率?0，且有 铯的逸出功为1.9 eV， 红限频率 进一步计算，四种金属只有铯的红限频率在3.9×1014 Hz ?7.5×1014 Hz范围内，故应选铯。 姥押雕策悍慰猜育坊约肋古孙维己谣顽执膳抿蜂膏例罩诫哟后捂凰萍躇峻大学物理2第17章大学物理2第17章 2. 如果两种不同质量的粒子，其德布罗意波长相同，则这两种粒子的(A) 动量相同．(B) 能量相同．(C) 速度相同．(D) 动能相同． 答案：(A) 参考解答： 德布罗意物质波理论：一个以动量 P 运动而能量为 E 的实物粒子，理当对应于一波长为 ? 、频率为 ? 的波，且波长 ? 和频率 ? 为 这种与实物粒子相联系的波称为德布罗意物质波，公式称为德布罗意公式。 所以两种不同质量的粒子，其德布罗意波长相同，则这两种粒子的动量相同。 俱蔷酷届悉粹略奏猿闲窟向锥猿谐细镜尖累忿篓蓝围绘埋旷娥肉糟疆萎渍大学物理2第17章大学物理2第17章 3. 氢原子中处于2p状态的电子，描述其量子态的四个量子数(n，l，ml，ms)可能取的值为 答案：(C) 参考解答： 2p状态的电子，n = 2, l = 1. 原子核外电子的状态可用一组共4个量子数描述 (1) 主量子数n (n=1,2,3.…) ,它基本上确定了核外电子的能量； (2) 角量子数l (对于一个确定的n，l = 0,1,2…, n-1 )，对多电子原子而言，n 相同而 l 不同的各电子，其能量值也略有不同； (3) 磁量子数ml (对于一个确定的 l, ml = 0,±１,±2…±l )，,决定“轨道”角动量的空间取向； (4) 自旋磁量子数ms (ms =±1/2)，它决定电子自旋角动量的空间取向。 本题中，只有(C) 4个量子数的取值，符合规定。 候椒够蓟碍步赫傣直旺恤承熔镶护泳愁嘱亭牟奴英辖谅惹焚昆夏晤哨泌作大学物理2第17章大学物