大学物理第15章重点总结.ppt

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1、量量量量 子子子子 物物物物 理理理理 第第第第 十十十十 五五五五 章章章章1 第十五章第十五章 量子物理量子物理物理学物理学第五版第五版 一一 了解了解热辐射的两条实验定律：斯热辐射的两条实验定律：斯特藩特藩 -玻耳兹曼定律和维恩位移定律，玻耳兹曼定律和维恩位移定律，以及经典物理理论在说明热辐射的能量按以及经典物理理论在说明热辐射的能量按频率分布曲线时所遇到的困难频率分布曲线时所遇到的困难.理解理解普朗普朗克量子假设克量子假设.15-0 15-0 教学基本要求教学基本要求2 第十五章第十五章 量子物理量子物理物理学物理学第五版第五版 三三 理解理解康普顿效应的实验规律，以康普顿效应的实验规

2、律，以及光子理论对这个效应的解释及光子理论对这个效应的解释.理解光的理解光的波粒二象性波粒二象性.二二 了解了解经典物理理论在说明光电效经典物理理论在说明光电效应的实验规律时所遇到的困难应的实验规律时所遇到的困难.理解理解爱因爱因斯坦光量子假设，掌握爱因斯坦方程斯坦光量子假设，掌握爱因斯坦方程.15-0 15-0 教学基本要求教学基本要求3 第十五章第十五章 量子物理量子物理物理学物理学第五版第五版 五五 了解了解德布罗意假设及电子衍射实德布罗意假设及电子衍射实验验.了解实物粒子的波粒二象性了解实物粒子的波粒二象性.理解理解描描述物质波动性的物理量（波长、频率）和述物质波动性的物理量（波长、频

3、率）和描述粒子性的物理量（动量、能量）之间描述粒子性的物理量（动量、能量）之间的关系的关系.四理解四理解氢原子光谱的实验规律及玻氢原子光谱的实验规律及玻尔氢原子理论尔氢原子理论.15-0 15-0 教学基本要求教学基本要求4 第十五章第十五章 量子物理量子物理物理学物理学第五版第五版 七七 了解了解波函数及其统计解释波函数及其统计解释.了解了解一维定态的薛定谔方程，一维定态的薛定谔方程，以及量子力学中以及量子力学中用薛定谔方程处理一维无限深势阱等微观用薛定谔方程处理一维无限深势阱等微观物理问题的方法物理问题的方法.六六 了解了解一维坐标动量不确定关系一维坐标动量不确定关系.15-0 15-0

4、教学基本要求教学基本要求5 第十五章第十五章 量子物理量子物理物理学物理学第五版第五版一、一、普朗克假设普朗克假设 普朗克常数普朗克常数2 2 普朗克常数普朗克常数1 普朗克量子假设普朗克量子假设6 第十五章第十五章 量子物理量子物理物理学物理学第五版第五版二、光电效应二、光电效应1 爱因斯坦光电效应方程爱因斯坦光电效应方程 逸出功与逸出功与材料有关材料有关2 遏止电势差遏止电势差（截止频率）（截止频率）3 3 截止频率截止频率7 第十五章第十五章 量子物理量子物理物理学物理学第五版第五版描述光的描述光的 粒子性粒子性 描述光的描述光的 波动性波动性4 4 光子光子 8 第十五章第十五章 量子

5、物理量子物理物理学物理学第五版第五版 例例 已知钠的电子逸出功为已知钠的电子逸出功为2.486 eV。试求：试求：（1）钠的光电效应红限波长；钠的光电效应红限波长；（2）波长为）波长为40nm的光照射在钠上，的光照射在钠上，钠所发出的光电子的最大初速度。钠所发出的光电子的最大初速度。9 第十五章第十五章 量子物理量子物理物理学物理学第五版第五版1 康普顿波长康普顿波长 2 康普顿公式康普顿公式三、三、康普顿康普顿效应效应10 第十五章第十五章 量子物理量子物理物理学物理学第五版第五版 例例1 波长波长 的的 X 射线与射线与静止的自由电子作弹性碰撞，在与入射角成静止的自由电子作弹性碰撞，在与入

6、射角成 角的方向上观察，角的方向上观察，问：问：（2）反冲电子得到多少动能？反冲电子得到多少动能？（3）在碰撞中，光子的能量损失了多少在碰撞中，光子的能量损失了多少？（1）散射波长的改变量散射波长的改变量 为多少？为多少？11 第十五章第十五章 量子物理量子物理物理学物理学第五版第五版（1）（2）反冲电子的动能反冲电子的动能（3）光子损失的能量反冲电子的动能光子损失的能量反冲电子的动能解解12 第十五章第十五章 量子物理量子物理物理学物理学第五版第五版 电子在原子中可以在一些特定的圆轨道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，原子处于稳上运动而不辐射电磁波，这时，原子处于

7、稳定状态，简称定状态，简称定态定态.(1)定态假设定态假设 与定态相应的能与定态相应的能量分别为量分别为 E1，E2，E1 E2 E3 +E1E3 四、四、玻尔的氢原子理论玻尔的氢原子理论13 第十五章第十五章 量子物理量子物理物理学物理学第五版第五版(2)频率条件频率条件(3)量子化条件量子化条件EfEi发发射射吸吸收收主主量子数量子数14 第十五章第十五章 量子物理量子物理物理学物理学第五版第五版 德布罗意公式德布罗意公式 五、德布罗意波五、德布罗意波 1926 年玻恩提出，年玻恩提出，德布罗意波为德布罗意波为概率波概率波.在某处德布罗意波的在某处德布罗意波的强度与粒子在该处附强度与粒子在

8、该处附近出现的概率成正比近出现的概率成正比.15 第十五章第十五章 量子物理量子物理物理学物理学第五版第五版 海森伯于海森伯于 1927 年提出不确定原理年提出不确定原理 对于微观粒子对于微观粒子不不能能同时同时用确定的位置和用确定的位置和确定的动量来描述确定的动量来描述.不确定关系不确定关系 六、六、不确定关系不确定关系16 第十五章第十五章 量子物理量子物理物理学物理学第五版第五版1 波函数的统计意义波函数的统计意义 概率密度概率密度 表示在某处表示在某处单位单位体积内粒子体积内粒子出现的出现的概率概率正实数正实数七、七、量子力学简介量子力学简介 归一化条件归一化条件17 第十五章第十五章

9、 量子物理量子物理物理学物理学第五版第五版2 薛定谔方程薛定谔方程1 自由粒子自由粒子薛定谔方程的建立薛定谔方程的建立自由自由粒子平面波函数粒子平面波函数取取 x 的二阶偏导数和的二阶偏导数和 t 的一阶偏导数的一阶偏导数18 第十五章第十五章 量子物理量子物理物理学物理学第五版第五版 三维三维势场中运动粒子的势场中运动粒子的定态定态薛定谔方程薛定谔方程拉普拉斯算子拉普拉斯算子 在在势场势场中中一维一维运动粒子的运动粒子的定态定态薛定谔方程薛定谔方程2 薛定谔方程薛定谔方程19 第十五章第十五章 量子物理量子物理物理学物理学第五版第五版3 一维势阱问题一维势阱问题粒子粒子势能势能 满足满足边界边界条件条件 (1)是固体物理金属中自由电子的简化是固体物理金属中自由电子的简化模型；模型；(2)数学运算简单，量子力学的基本概数学运算简单，量子力学的基本概念、原理在其中以简洁的形式表示出来念、原理在其中以简洁的形式表示出来.20 第十五章第十五章 量子物理量子物理物理学物理学第五版第五版 概率密度概率密度 能量能量 波函数波函数21