结构0101.ppt

所有的课件我会发到如下邮箱中，请同学们自己去邮箱的收件箱（Inbox）中下载，除结构化学课件外，还有物理化学课件，请注意区分。先进入，用下述地址登录。 Email：quantumchemistry@ 密码：chemistry 答疑：用你自己的邮箱往上述邮箱中发一个邮件，把问题写上，我会给你答复。如果有其他同学也想知道对这个问题的答复，可以从已发出邮件中找到我回复的邮件。;结构化学;结构化学;第一章 量子力学基础;经典物理学;1.1.1 19世纪末的物理学;3.热力学与统计力学:以热力学三大定律和统计力学原理来描述含有多个粒子（?1023个）的系统的热力学性质。;物理学的大厦已经完成，今后物理学家的任务只是把实验做得更精确些。;开尔文为什么要说物理学的大厦已经完成了呢？ ; 经典物理学无法解释的代表性实验有黑体辐射、光电效应和氢原子的线状光谱等;物理学上空的两朵乌云： 1 以太：经典波的传播需要介质，比如声音在空气中传播；光也是波，它的假想的传播介质称为以太。寻找以太的实验导致了相对论的诞生。相对论并不能否定以太的存在，但是用相对论解释实验现象比以太理论更简单，爱因斯坦说我们不需要以太。 2 黑体辐射：按照经典物理学的严格理论计算得到的辐射性质与实验不符，证明经典物理学有错，这导致了量子力学的诞生。;1.1.2 三个重要实验;黑体 是指一种理想的辐射体，它在任何温度下都能完全吸收照射其上的任何波长的辐射，相应的，其发射辐射的能力也比任何物质要大。;近似黑体 具有一个小孔的空腔，可近似地看作黑体。照射在小孔上的辐射进入空腔后，很少有机会被反射出来，这就相当于吸收了所有照射在小孔上的辐射，近似为黑体。;单位波长区间内黑体能量密度与波长的关系 ;斯蒂芬-玻耳兹曼定律 ：单位黑体表面辐射功率与黑体温度的四次方成正比;瑞利?金斯方程 ：;（1）只有当照射光的频率超过某个最小频率ν0 (又称临阈频率)时，金属才能发射光电子，不同金属的ν0不同，大多数金属的ν0位于紫外区。;爱因斯坦光子学说 ;（1）只有当照射光的频率超过某个最小频率ν0 (又称临阈频率)时，金属才能发射光电子，不同金属的ν0不同，大多数金属的ν0位于紫外区。;3.原子光谱 ;氢原子的能级;基于经典力学和角动量量子化条件的推导：;电子在Ni单晶表面上衍射示意;试验结果与X射线衍射试验类似，对Dovissn和Germer单晶电子衍射实验，计算出衍射电子的波长λ，和德布罗意关系式计算结果非常吻合，说明电子也具有波动性。 ;经典观念：光是波，电子是粒子 新的实验：有时候，光象粒子，电子象波;扩展阅读：电子的双缝干涉实验 1. 电子的波动性将一束电子射向两个紧靠的狭缝，在缝后放上一个屏幕，这时会在屏幕上出现干涉条纹，表明电子具有某种波动性。;怎么理解这个波动性呢？有观点认为电子的波动是由一群电子显现的，那么我们可以这样做实验，在实验中，让电子一个一个发射，而且前后两个电子的时间间隔足够长，保证前一个电子已经到达屏幕以后，再发射下一个电子，这时，每个电子都是独立的。开始时，屏幕上是没有规律的点，但是电子多了之后，我们发现屏幕上仍旧出现了干涉条纹。我们已经让电子之间互不干扰了，但是仍旧出现干涉花纹，说明单个电子也有波动性。;270个电子;2. 双缝干涉实验的奇特之处有人希望弄清楚，电子到底是怎么通过两条缝的，就在缝附近放上探测器，来看看电子怎么走的。这时，问题来了，只要放上探测器，我们就能够看清楚电子从哪个缝通过，但是屏幕上的干涉条纹没有了，这个图像我们也可以这样得到：同样的设备，将一条缝遮住，发射一半的电子，然后把遮住的缝打开，把原来打开的遮住，再发射剩下的一半电子，这样在屏幕上得到的图像，与上面的相同。;1 交替开单缝；2 双缝全开，但在孔旁放探测器确定电子路径的试验结果；3 双缝全开，但用经典粒子做试验。 以上任一种都不产生干涉条纹。;3 电子通过双缝的方式我们不能去看电子如何通过双缝，看了就没有干涉条纹了，但是实验已经表明单个电子通过双缝的时候，已经含有了干涉的信息，否则最后就不会有干涉花纹了，所以，我们这样推断：单个电子过双缝的时候，已经受到了两条缝的影响，这样我们没有理由说电子只通过了其中一条缝，因为如果电子只通过一条缝，另一条缝又是怎么影响他的呢？如果另外一条缝没有影响他，就只能得到交替开单缝的结果， 而没有干涉条纹。所以目前的讲法就是每个电子都同时通过了两条缝，单电子也有波动性。;例：某电子被1000伏电场加速，问电子的波长为多少？可以用什么物质来观察其波动性？;实物粒子;宏观???界与微观世界的区别;波粒二象性导致不能同时准确测定粒子的位置和动量。;1927年由海森堡提出的测不准关系;由测不准关系，位置不确定度为：