大学物理（张洁）量子力学1.pptVIP

* 讲法： 1，普朗克公式的得来没必要讲那么详细。 2，光电效应高中学了，没必要讲那么详细。 3，康普顿实验作为中等内容讲。 4，波尔理论重点讲。 第14章 量子论 第1节 黑体辐射 普朗克能量子 一，热辐射 实际上任何物质在任何温度下都有辐射， 物质在高温下有热辐射， 例如烧红的铁。 如夜视仪。 几个概念： 辐出度 M(T), W/m2 全频率 T 单色辐出度Ml(T)=dM(T)/dl, W/m3 单频率 T W W 第1节 黑体辐射 普朗克能量子 一，热辐射 实际上任何物质在任何温度下都有辐射， 物质在高温下有热辐射， 例如烧红的铁。 如夜视仪。 几个概念： T W 吸收 反射 入射 吸收率1 黑体： 吸收率=1； 空腔 T 第1节 黑体辐射 普朗克能量子 二，黑体辐射定律 1，Stefan-Boltzmann定律： 黑体 2，Wien位移定律： n En 黑体辐射曲线 黑体辐射特征： 空腔 透镜 分光仪 光强探测阵 空腔 透镜 分光仪 空腔 透镜 光强探测阵 分光仪 空腔 透镜 第1节 黑体辐射 普朗克能量子 三，黑体辐射曲线的解释 1，维恩公式 维恩假定分子辐射频率n只与其速度v有关，得到 2，瑞利公式 瑞利从能量均分定理出发，得到 En n En 紫外灾难 第1节 黑体辐射 普朗克能量子 三，能量子假设 3，普朗克公式 普朗克通过内插法将维恩公式和瑞利公式衔接起来，得到 其中 叫做普朗克常数。 普朗克为了从热力学原理推导出他自己得到的公式，做了下列工作： 从辐射场与谐振子之间的能量交换可证，热平衡条件为 为频率为n的谐振子在T时的平衡态能量的平均值。 于是 第1节 黑体辐射 普朗克能量子 4，普朗克量子化 三，能量子假设 4，普朗克量子化 为了得到普朗克公式中的因子 普朗克把积分换成等 比级数求和， 因为 第1节 黑体辐射 普朗克能量子 三，能量子假设 三，能量子假设 问题是： 把积分换成级数求和意味着什么？ 能量取值是分立！ 分立取值就叫量子化 第1节 黑体辐射 普朗克能量子 4，普朗克量子化 其中， 第2节 光电效应 光量子 A G 光电效应有以下三个特性： 1, 金属材料存在临界n0。当入射光的n n0 时，无论光强度多大，都无电子溢出。 2, 脱出电子的动能只与入射光的n 有关，而与入射光强度无关。光强只影响光电流密度即单位时间内从单位金属表面溢出的电子的数目。 3, 当入射光的n n0时，无论光强多小，立刻有电子从金属材料溢出。 第2节 光电效应 光量子 光以光量子(光子)的形式存在，光子的能量为hn，光强与光子的个数成正比。 任何金属材料都有一个能量阈限值W0，电子要脱离金属材料必须超越这个阈限值。 光照射到金属上使电子脱离金属的过程是金属中自由电子与光子碰撞获得能量而挣脱金属材料束缚的过程。 于是，有 光即是波又是粒子 为了解释光电效应，爱因斯坦假定： 其中m、v 分别为电子质量、电子速度。 1，康普顿散射 X射线在石墨上的散射， ——电子的Compton波长 ?0 ? 石墨散射体 ? X射线光子与“静止”的“自由电子”弹性碰撞，碰撞过程中能量与动量守恒， 2，康普顿效应验证了光的量子性 e q j 第3节 康普顿效应 实验规律 【例】X光子的能量是0.60MeV，被电子散射后，波长变化了20%，求反冲电子的动能。 【解】 其能量为 由能量守恒为 第3节 康普顿效应 散射后光子的波长为 ?0 ? 石墨散射体 ? 第4节 玻尔量子理论 1，原子的线状光谱 红光 紫光 三棱镜(prism)能把白光分成不同颜色的光，既是一个科研仪器也是一个玩具，在把玩三棱镜的人群中有些人则是有心人，他们用三棱镜去观测不同化学元素发出的光，结果发现这些化学元素发出的光谱不是连续的，而是分立的。 1885年，巴耳末发现氢原子光谱可以纳入一个简单公式， 第4节 玻尔量子理论 进一步，人们又总结出其它类似的公式， ， (赖曼系) (巴耳末系) (帊邢系) 1，原子的线状光谱 第4节 玻尔量子理论 2，玻尔量子理论 1，原子中的电子不会因作加速运动而损失能量；在原子中，电子的能量是分级的， E1、E2、E3、…… 不同能量的电子处于不同的轨道——定态。 并不是任意轨道都可成为定态，只有满足 L=nh/2p 的轨道才能成为定态。 为了解释原子光谱的分立问题，1913年，玻尔假设： 2，电子从一个轨道不能渐渐滑落或滑升到其它轨道，只能从一个 轨道(能级)跃迁到另一个轨道，在跃迁过程中，发射或吸收光，