第十六章 量子物理基础课件.ppt

第16章量子物理基础;量子概念是1900年普朗克首先提出，距今已有100多年的历史.其间，经过爱因斯坦、玻尔、德布罗意、玻恩、海森伯、薛定谔、狄拉克等许多物理大师的创新努力，到20世纪30年代，就建立了一套完整的量子力学理论.;16.1.1热辐射;（2）辐射出射度;;;对于不透明物体??(T)+r?(T)=1;（4）黑体;任何物体单色辐出度M?(T)和单色吸收比??(T)之比，等于同一温度T时的绝对黑体对同一波长的单色辐出度MB(?,T),即;;1.斯特藩-玻耳兹曼定律;2.维恩位移定律;三、瑞利-金斯公式经典物理的困难;例16.1在地球大气层外的飞船上，测得太阳辐射本领的峰值在4650?处.假定太阳是一个黑体，试计算太阳表面的温度和单位面积辐射的功率.;普朗克（1858—1947）;四、普朗克假设普朗克黑体辐射公式;;黑体中的分子、原子的振动可看作谐振子，这些谐振子的能量状态是分立的，相应的能量是某一最小能量的整数倍，即?，2?，3?，…n?,?称为能量子，n为量子数.;例16.2某物体辐射频率为的黄光，这种辐射的能量子的能量是多大？;16.2.1光电效应实验的规律;（2）截止频率（红限）;遏止电势差与入射光频率具有线性关系.;按经典理论,电子逸出金属所需的能量，需要有一定的时间来积累,与实验结果不符.;16.2.2光子爱因斯坦方程;理论解释:;遏止电势差;爱因斯坦的光子理论圆满地解释了光电效应现象.;3.普朗克常数的测定;例1.黑体辐射，光电效应及康普顿效应皆突出表明了光的

（A）波动性;（B）粒子性;

（C）单色性;（D）片振性.;例2:某金属的光电效应中，所发射的光电子的初动能Ek随入射光频率n的变化关系如图所示，由图可知逸出功W和普朗克常数h为：

(A)A=OQ；h=OR;

(B)A=OR;h=PQ;

(C)A=OP;h=OP/OQ;

(D)A=QS;h=QS/OS.;光电倍增管;16.2.4光的波粒二象性;;16.3.1氢原子光谱的实验规律;1890年瑞典物理学家里德伯给出氢原子光谱公式;莱曼系;;氢原子光谱的巴耳末系;卢瑟福的原子有核模型;;卢瑟福的原子有核模型（行星模型）;16.3.2玻尔的氢原子理论;;玻尔(Bohr.Niels1885—1962);1913年玻尔在卢???福的原子结构模型的基础上，将量子化概念应用于原子系统，提出三条假设：;电子在原子中可以在一些特定的圆轨道上运动而不辐射电磁波，这时，原子处于稳定状态，简称定态.;(2)频率条件;3.氢原子轨道半径和能量的计算;;(电离能);氢原子能级跃迁与光谱图;4.玻尔理论对氢原子光谱的解释;例1.氢原子的赖曼系是原子由激发态跃迁至基态而发射的谱线系，为使处于基态的氢原子发射此线系中最大波长的谱线，则向该原子提供的能量至少应是：

(A)1.5eV;

(B)3.4eV;

(C)10.2eV;

(D)13.6eV.;例2.用玻尔氢原子理论判断，氢原子巴尔末系（向第1激发态跃迁而发射的谱线系）中最小波长与最大波长之比为：

(A)5/9;

(B)4/9;

(C)7/9;

(D)2/9.;(1)正确地指出原子能级的存在(原子能量量子化).;(3)对谱线的强度、宽度、偏振等一系列问题无法处理.;16.4.1德布罗意假设(1924年);;思想方法自然界在许多方面都是明显地对称的，德布罗意采用类比的方法提出物质波的假设.;德布罗意公式;(2)宏观物体的德布罗意波长小到实验难以测量的程度，因此宏观物体仅表现出粒子性.;此波长的数量级与X射线波长的数量级相当.;例16.10计算质量m＝0.01kg，速率v＝300m/s???弹的德布罗意波长.;应用举例;经典粒子不被分割的整体，有确定位置和运动轨道.;单个粒子在何处出现具有偶然性;大量粒子在某处出现的多少具有规律性.粒子在各处出现的概率不同.;电子密集处，波的强度大；电子稀疏处，波的强度小.;在某处德布罗意波的强度与粒子在该处附近出现的概率成正比.;海森伯坐标和动量的不确定关系;电