2021-2022学年高二物理竞赛课件：量子物理内容提要（13张PPT）.pptx

量子物理内容提要量子物理内容提要普朗克黑体辐射公式普朗克黑体辐射公式一一 黑体辐射黑体辐射 普朗克常量普朗克常量 能量子能量子（1 1）普朗克量子化假设：谐振子能量是量子化的普朗克量子化假设：谐振子能量是量子化的.（2 2）斯特藩斯特藩 玻耳兹曼定律玻耳兹曼定律斯特藩斯特藩玻耳兹曼常量玻耳兹曼常量（3 3）维恩位移定律维恩位移定律常量常量量子物理内容提要量子物理内容提要二二 光电效应光电效应 爱因斯坦方程爱因斯坦方程（1）光量子假设（光量子假设（光的波粒二象性光的波粒二象性）光子的能量为光子的能量为 光子的动量光子的动量（2）爱因斯坦方程爱因斯坦方程 光电效应光电效应红限频率红限频率三三 康普顿效应：康普顿效应：光子和近自由电子碰撞光子和近自由电子碰撞康普顿波长康普顿波长四四 氢原子的玻尔理论氢原子的玻尔理论 定态假设定态假设 电子轨道角动量量子化假设电子轨道角动量量子化假设 跃迁的跃迁的频率条件频率条件（1）玻尔的氢原子假设玻尔的氢原子假设（2）氢原子能量氢原子能量基态基态能量能量 里德伯常量里德伯常量 （3）玻尔理论对氢原子光谱的解释玻尔理论对氢原子光谱的解释五五 德布罗意假设德布罗意假设 实物粒子具有波粒二象性实物粒子具有波粒二象性 六六 不确定关系（不确定关系（微观粒子波粒二象性的反映微观粒子波粒二象性的反映）（2）在在势场势场中运动粒子的中运动粒子的定态定态薛定谔方程薛定谔方程七七 量子力学量子力学（1）波函数的统计意义波函数的统计意义表示在某处表示在某处单位单位体积内粒子出现的体积内粒子出现的概率概率.归一化条件归一化条件(束缚态束缚态)某一时刻在整个空间内发现粒子的某一时刻在整个空间内发现粒子的概率为概率为 波函数的波函数的标准条件标准条件：单值的，有限的和连续的：单值的，有限的和连续的.1）能量能量 E 不随时间变化；不随时间变化；2）概率密度概率密度 不随时间变化不随时间变化.定态波函数性质定态波函数性质（3）一维无限深势阱一维无限深势阱 波函数波函数 概率密度概率密度 能量能量 量子数量子数（4）隧道效应的隧道效应的本质本质:来源于微观粒子的来源于微观粒子的波粒二象波粒二象性性.这已被许多实验所证实这已被许多实验所证实.解：解：n=1 时概率密度时概率密度例例 在一维无限深势阱中运动的粒子波函数为在一维无限深势阱中运动的粒子波函数为 求求 当当 n=1 时，粒子在什么位置附近出现的概率最大时，粒子在什么位置附近出现的概率最大.粒子在粒子在 附近出现的概率最大附近出现的概率最大.例例 已知一维运动粒子德波函数为已知一维运动粒子德波函数为试试求求:（1 1）归一化常数归一化常数 和归一化波函数和归一化波函数;（2 2）该）该粒子位置坐标的概率分布函数粒子位置坐标的概率分布函数;（3 3）在何处找到粒）在何处找到粒子的概率最大子的概率最大.解：解：（1 1）由归一化条件）由归一化条件得得归一化波函数为归一化波函数为（2 2）该粒子概率分布函数为）该粒子概率分布函数为（3 3）令）令可知可知 处，粒子出现的概率最大处，粒子出现的概率最大.例例 原子内电子的量子态由原子内电子的量子态由n，l，ml，ms 四个量子数来表征四个量子数来表征.22(2l+1)2n2当当n一定时一定时,不同的量子态数目为不同的量子态数目为_当当n，l一定时一定时,不同的量子态数目为不同的量子态数目为_当当n，l，ml 一定时一定时,不同的量子态数目为不同的量子态数目为_可可见见光光6000K3000K0.5 1.00.51.0黑体单色辐出度实验曲线黑体单色辐出度实验曲线 和和 关系关系