- 1、本文档共298页,可阅读全部内容。
- 2、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
- 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载。
- 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
- 5、该文档为VIP文档,如果想要下载,成为VIP会员后,下载免费。
- 6、成为VIP后,下载本文档将扣除1次下载权益。下载后,不支持退款、换文档。如有疑问请联系我们。
- 7、成为VIP后,您将拥有八大权益,权益包括:VIP文档下载权益、阅读免打扰、文档格式转换、高级专利检索、专属身份标志、高级客服、多端互通、版权登记。
- 8、VIP文档为合作方或网友上传,每下载1次, 网站将根据用户上传文档的质量评分、类型等,对文档贡献者给予高额补贴、流量扶持。如果你也想贡献VIP文档。上传文档
查看更多
大学文科物理下
第六章 物质观的革命——量子论 ……我以前同现在一样,相信物理定律越带普遍性,就越是简单。 ——M.普朗克,《M.普朗克物理论文和演讲集》 当一个人寻求生活的和谐时,必须永不忘记,在生活的伟大戏剧中,我们既是观众,又是演员,这是一个古老的真理。 ——N.玻尔,《原子物理学与自然的描述》 本章将对20世纪物质观革命中一系列重大发现做出介绍,包括能量量子化、光量子、原子核式模型、玻尔模型、物质波、物质波方程及波函数。围绕这些重大发现,我们将看到量子物理学的先驱的杰出的洞察力、丰富的想像力和惊人的创造力;量子物理发展的艰难历程;科学争论如何推动量子物理发展;以及物理学家寻找物质世界和谐统一的那种执著精神。 §6-1 开创物理学新时代的“量子”概念的提出 一、背景 当力学、热力学、统计物理和电动力学等取得一系列成就后,许多物理学家都认为物理学的大厦已经建成,后辈们只要做一些零碎的修补工作就行了。 两朵乌云的出现,打破了物理学平静而晴朗的天空。对这两朵乌云的研究分别导致了相对论和量子论的诞生,它们是: 迈克尔孙-莫雷实验:在实验中没测到预期的“以太风”,即不存在一个绝对参考系,也就是说光速与光源运动无关,光速各向同性→导致相对论的建立。 黑体辐射实验:用经典理论无法解释实验结果→导致量子物理的诞生。 不同温度下,辐射能量集 中的波长范围不同。 600℃,物体的热辐射波 长在红外和远红外波段。 温度的升高,物体热辐射 的能量逐渐增强,辐射波长趋 向短波段。 600~700℃,物体开始呈 现暗红色,这表明辐射波段开 始进入可见光区域。 黑体:黑色的物体? 一个密闭的空腔上开一个小孔,则此小孔就可近似地看成为黑体。只吸收,不反射。 研究它的辐射本领的好处是与空腔材料无关。 2.黑体辐射本领与辐射波长的关系 3.与 随 变化的实验曲线对应的理论公式 (1)维恩根据实验结果给出了一个经验公式 维恩的经验公式: (2)瑞利-金斯根据经典电动力学和统计物理导出了瑞利-金斯公式: (3)普朗克 普朗克将两个公式综合起来,凑出一个与整个实验曲线符合的经验公式: 当 很小→ →维恩公式 4. 经过两个月奋斗,于1900年10月19日,在德国物理学会会议上报告了他在“能量量子化”的假设下,从理论上严格推导出的普朗克公式。 普朗克的基本假设: 在辐射场中有大量包含各种频率的谐振子,一个频率为 的谐振子的能量不能是连续的,只能是能量元(又称能量子) 的整数倍,即 ,其中n只能取正整数。能量元 ,h为普朗克常数。这就是著名的“能量量子化”假设。 5.应用举例 (1)用维恩位移定律,可估计太阳的温度。 太阳中最强的是黄光,即 ≈0.5μm,则可估计太阳表面温度T≈5800K。 (2)将辐射本领对各种 求和,可得总辐射本领公式: 三、量子观念在“非难”中得到发展 1.“能量子”vs. 怀疑 普朗克引入了“能量子”的假设,标志着量子物理学的诞生,具有划时代的意义。但是由于这个假设对经典物理学致命的打击,所以他同时代的那些物理学家对这一观念都表示疑惑不解,甚至怀疑。洛伦兹说: “关于辐射量子问题的讨论使科学家们都陷在死胡同里了。” 普朗克本人也由于受传统的经典观念影响太深,对自己提出的“能量子”思想违反了经典的连续性概念而烦恼和后悔。并一直试图用连续性代替不连续性,回到经典范畴。经过十多年徒劳的努力后,他才相信能量子假设是正确的,作用量子h反映了新理论的本质。 §6-2 第一个钻到原子中心的人—卢瑟福 在介绍第三位量子物理的先驱者玻尔的工作以前,有必要先介绍卢瑟福,不仅因为卢瑟福的工作同样是给了经典物理一个致命的打击,而且玻尔的工作正是建立在他的工作基础上的。 一、汤姆孙的原子模型 电子的发现者汤姆孙本人所提出的一种原子模型: 原子的正电荷是均匀分布在整个原子球体内,而电子是一个个嵌在其中,并保持整个原子的电中性。当时这种模型被称之为“葡萄干布丁模型”。 1904年又作进一步假设:原子中电子是分布在一个个同心圆环上,作着旋转,每个环中只能包含 这个假设可解释元素周期表。 他发现了放射性规律,发现了原子核式结构,首此实现了人工核反应,预言了中子等。被誉为“核物理之父
您可能关注的文档
- 在线课堂使用培训.ppt
- 在线课堂培训---演讲.ppt
- 图析历史.ppt
- 地下建筑结构设计-总复习.ppt
- 地下水资源数量及可开采量评价2002-08-24.ppt
- 地下开采(一).ppt
- 土木工程地质第二章-第六节-地质图.ppt
- 地下洞室工程地质6北京.ppt
- 地 质 基 础 部 分.ppt
- 地产企业大学建设建议书.pptx
- 2024至2030年牛仔上衣项目投资价值分析报告.docx
- 2024至2030年汉白玉雕刻人像项目投资价值分析报告.docx
- 2024至2030年雨刮器开关项目投资价值分析报告.docx
- 2024至2030年锥柱轴承项目投资价值分析报告.docx
- 2024至2030年中国槽棍行业投资前景及策略咨询研究报告.docx
- 2024至2030年压力机车项目投资价值分析报告.docx
- 2024至2030年中国造型灯数据监测研究报告.docx
- 2024年电量采集与计费管理系统项目可行性研究报告.docx
- 2024年04月河南郑州航空港经济综合实验区引进优秀教育人才14人笔试历年典型考点解题思路附带答案详.docx
- 2024年女式皮革上衣项目可行性研究报告.docx
文档评论(0)