相对论---量子物理-讲课稿.pptVIP

量子力学相对论讲座 这次讲座是教研室主任魏环讲的，她说“讲的题好好看看，这部分题基本上都是原题数都不会改，这些讲的题具体考不考我不能告诉你。” 相对论部分： 选择：3、5、6、7、8、9、10、11、12、13、16 填空：5、10、11 计算：6、7 量子力学部分： 选择：2、3、4、8、10、11、12、13、14、16、17 填空：3、6、9、19、20 计算：1——4 黑体辐射：能量量子化， 光电效应： 康普顿效应： X-ray的散射 氢光谱（线状光谱）实验规律，玻尔氢原子理论： 氢原子的能级公式 跃迁的频率条件 * 1.微观粒子具有波粒二象性 德布罗意公式 * 2.不确定性关系 3.微观粒子的状态用波函数描述： ① 物理意义：概率密度 ② 满足物理条件： 单值 有限 连续 归一化 ③ 波函数满足的动力学方程：  →微观低速体系 * 二、量子力学 例子： 1. 无限深方势阱能量本征值问题 * 例子： 2. 氢原子能量本征值问题 * 4. 电子的自旋 * * 5.多电子原子的壳层结构 1）电子填充遵循的原则： 泡利不相容原理 能量最低原理 2）原子内电子的量子态由四个量子数表征： * 期末辅导答疑安排： 地点：新化工楼 物理教研室 2209室 时间：第18周 周一～周四 下午：3：00～5：00 * * * * * * * * * * * * * * * 狭义相对论 狭义相对性原理： 所有惯性系在描述一切物理规律时都是等价的。 * 光速不变原理： 在所有惯性系中，真空中的光速恒等于C，与光源、观察者的运动状态无关。 * 光速是一切物体运动速度的上限。 将一个事件的时空坐标（x,y,z,t）由S系变换到 系。 空间的概念源于对物体的广延性的描述，时间的概念源于对过程的持续性的描述，因此，空间与时间都不是抽象的概念，是物理量，是可以被测量的量。 * 由于运动是相对的，所以观察者测得的物理量与观察者的运动状态有关，是具有相对性的。因此，关于时空的测量也具有相对性。 1.同时性的相对性 ①.“同时性”概念已经不具有绝对意义了：在某个惯性系的不同地点（异地）同时发生的两个事件，对其他惯性系而言一定不是同时发生的，即同时性具有相对性。 ②.在某个惯性系的同一地点同时发生的两个事件，对其他惯性系而言一定也是同时发生的，也就是说，同地同时发生的两个事件，同时性具有绝对意义。 ③.具有因果联系的两个事件的时序是绝对的。 5 * 时间间隔的测量具有相对性，在不同惯性系中测量给定的两个事件之间的时间间隔与参考系有关，测得的结果以固有时间为最短，这一现象称为时间延缓效应。 或者说：运动的钟比静止的钟走得慢。 2.时间间隔的相对性（时间延缓效应） 爱因斯坦对时间的基本洞识是：时间不是独立于观察者而存在的抽象，它是物理的，是可以被测量的。宇宙中并没有一个 “普适时间”，只有被某个观察者测量到的时间。 来回1秒 来回1秒 光速不变 在汤姆看来，飞船上的过程来回用时超过了 1秒，他认为玛丽的钟变慢了。 * 3.空间间隔的相对性（长度收缩效应） 由于物体相对于观察者高速运动，物体的长度（测量值）在相对运动的方向上会小于二者相对静止时的长度。 即在各惯性系中测量同一个物体的长度，测量结果具有相对性；其中固有长度（静止长度）是最长的，这一现象称为长度收缩效应。 固有长度 长度收缩只发生在相对运动方向上 5 miles per hour 93,000 miles per second 相对论空间视觉效应： 在运动方向上空间产生了收缩效应，并导致其它方向产生了扭曲（distortion）效果。 物体在竖直方向上被拉长，最终整个空间被曲弯（curved）了。 空间 时间 dependent 1.时间和空间不再是相互独立的，而是相互关联，可以相互转化。而且对于时空的测量是与物质的运动相关的 ，时间、空间以及物体的运动三者是相互关联的。 2.真空中的光速是一切实际物体运动速度的上限 。 3.当v＜＜c时，γ→1，这时洛仑兹变换退还为伽利略变换。即伽利略变换是洛仑兹变换在低速情况下的近似。 总结 * 四、相对论动力学 建立狭义相对论动力学的基本原则： 1）满足狭义相对论的基本原理； 2）在低速时新的力学理论（概念及规律）要退还为经典力学的形式。 * 1）质速关系 2）相对论动量 * 3）质能关系 相对论总能量 静止能量 4）动能 5）能量与动量关系