物理量子光学基础省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptxVIP

小结1.玻尔理论基本假设（1）稳定态假设原子只能处于一系列不连续稳定状态（定态），其能量只能取不连续量值E1，E2，E3，……，电子即使绕核作圆周运动，但不辐射能量。（2）跃迁假设原子从En态跃迁到Ek态时，发射或吸收一个光子。或（3）轨道角动量量子化假设约化普朗克常数1第1页

2.玻尔氢原子理论电离能：把核外电子从某稳定态（n）移到无限远处所需要能量。类氢离子氢原子(基态)称为第一、第二、激发态时2第2页

一、德布罗意波（物质波）1924年，法国青年物理学家德布罗意发表博士学位论文，①、自然界在许多方面是显著对称；②、可观察到宇宙完全由光和物质所组成；③、光含有波粒二象性，物质也含有波粒二象性。提出三条论点：16.4粒子波动性恰好相反，重视了粒子性，而忽略了波动性。重视了光波动性，而忽略粒子性。在光学方面：在实物粒子方面：3第3页

德布罗意关系式实物粒子含有波粒二象性，而且粒子能量E和动量P跟和它相联络波频率?、波长?关系为：和实物粒子相联络波称为物质波或德布罗意波1.德布罗意假设实物粒子含有波动性4第4页

K：热阴极D：阳极（狭缝）M：镍（单晶）B：集电器二、德布罗意波试验证实1、戴维逊----革末试验试验现象：当U单调增加时，与x射线衍射相同电流I不是单调地增加，而是表现出显著选择性。5第5页

理论解释：电压U较低时，不考虑相对论效应电流出现屡次极大值电子质量动能动量波长:由晶体衍射布喇格公式：衍射光强度极大6第6页

理论与实际值相符试验数据：电流极大理论计算：2、汤姆生电子衍射试验（1927）M金箔片（多晶结构）厚度波长：试验值=理论计算值约瑟夫·汤姆生（父）----发觉电子乔治·汤姆生（子）----证实电子波动性与光圆孔衍射相同7第7页

3.德布罗意波统计解释光强问题光强处，光子抵达几率大。光弱处，光子抵达几率小。光波是几率波电子衍射试验明条纹处，电子出现几率大。暗条纹处，电子出现几率小。物质波也是几率波在空间某处单位体积内粒子出现几率与物质波在该处振幅平方成正比。德布罗意关系式8第8页

16.5测不准关系X以电子单缝衍射为例来推导只考虑中央明纹动量沿X方向不确定量由暗纹条件得：考虑次极大…(1)9第9页

…(2)推广：…(3)引入可得:更普通推导给出：…(4)…(5)(1)、(2)、(3)、(4)、(5)均叫做不确定关系式，并对全部微观粒子适用不确定关系物理意义：对微观粒子不能同时用确定位置和确定动量来描述。不确定关系是普遍标准，起源于物质波粒二象性，它反应了物质客观规律。不是测量技术和主观能力问题。说明：10第10页

#普朗克常数作用h是微观与宏观分界限对于微观粒子，h值很大和不能同时确定，展现波动性。对于宏观粒子，h值很小粒子就是粒子，波就是波，宏观粒子不表现为波粒二象性。量子物理学=经典物理学和能够同时为零，和能够同时确定。11第11页

W.海森堡创建量子力学，并造成氢同素异形发觉1932诺贝尔物理学奖12第12页

原子线度为10-10m，计算原子中电子速度不确定量。解：?x=10-10?P=m?v按经典力学计算，氢原子中电子轨道速度v为106m/s数量级。物理量与其不确定量同数量级，物理量没有意义！在微观领域内，经典决定论和粒子轨道概念已不再适用。例题1：13第13页

电视机显象管中电子加速电压为9KV，电子枪直径为0.1mm。计算：电子出枪后横向速度?解：宏观物体不确定度远远小于物理量——干扰可忽略。例214第14页

一、物质波1.德布罗意假设一切实物粒子都含有波粒二象性。当速度时小结电子德布罗意波长加速电场15第15页

(1)戴维孙和革末（1927年）电子衍射试验多晶铝泊(2)汤姆逊（1927）电子束穿过多晶薄膜衍射试验2.德布罗意波试验验证3.德布罗意波统计解释电子衍射试验明条纹地方,电子出现几率大暗条纹地方,电子出现几率小物质波是几率波。在空间某处单位体积元中粒子出现几率与物质波在该处振幅平方成正比。16第16页

二、测不准关系普通惯用对粒子位置和动量不可能同时进行准确测量(1)测不准关系是微观粒子含有波粒二象性必定反应。(2)测不准关系是客观规律，不是测量技术和主观能力问题。17第17页

一、波函数16.6波函数薛定谔方程频率为