第 8 章 量子現象 科學要倚賴理論和實驗這兩隻腳來前進。有時是這一腳超前，有時是另一隻腳超前；但是只有兩隻腳同時前進，才能使得科學持續進展。 ──密立坎（Robert Andrews Millikan, 1868-1953）
8-1 量子論的開端1 物體在任何溫度下，都會因其內部帶電質點做不規則運動而放出電磁輻射，稱為熱輻射。
8-1 量子論的開端2 十九世紀末時，熱輻射的現象無法以當時的物理學予以完整的解釋。
8-1 量子論的開端3 普朗克研究熱輻射時，提出若帶電質點振動時的頻率為ν ，則其振動時的最小能量為 hν ，h 為普朗克常數，其值為 8-1 量子論的開端3 普朗克研究熱輻射時，提出若帶電質點振動時的頻率為ν ，則其振動時的最小能量為 hν ，h 為普朗克常數，其值為 6.626×10－34 焦耳•秒（J•s），如此可以完美解釋熱輻射的現象。
8-1 量子論的開端4 物理量的值不為連續的任意值，只有某些特定值才存在的情形稱為量子化。
8-2 光電效應1 光照射金屬表面時，金屬的電子逸出表面的現象稱為光電效應，逸出的電子稱為光電子。
8-2 光電效應2 光電效應中有兩個現象為光的波動說無法解釋： 8-2 光電效應2 光電效應中有兩個現象為光的波動說無法解釋： (1)照射光的頻率必須大於某一特定值（稱為截止頻率），才能使電子逸出，此截止頻率的大小和金屬的材質有關。 (2)若照射光的頻率小於截止頻率，不論光的強度多大或照射的時間多久，都不會產生光電流。只要照射光的頻率大於截止頻率，即使光的強度微弱，也能立即產生光電流。
8-2 光電效應3 愛因斯坦把普朗克的理論推廣，將電磁波視為能量的單位所組成，若電磁輻射的頻率為ν，則每個能量單位為普朗克常數與頻率的乘積，即 hν ，稱為光子。
8-2 光電效應4 入射光照射到金屬表面，一個光子的能量全部轉移給一個電子。光子的頻率必須夠大，電子才能獲得足夠的能量，克服金屬的束縛而逸出。
8-2 光電效應 波粒二象性
8-3 原子光譜1 每一種原子各有其特定的明線光譜，此特定的光譜就如同人的指紋一般。各種原子發出的光譜線的位置（波長）和相對強度都不同，故由物質發出的光譜，可以推論其組成。
8-4 原子能階1 拉塞福提出電子環繞原子核的原子模型，但是因為電子會持續輻射出能量而導致電子墜落於原子核上，故無法形成穩定狀態。
8-4 原子能階2 波耳提出氫原子結構理論，有兩大假設： 第一假設： 原子僅存在於具有特定能量的狀態，稱為定態，在定態中的原子不輻射出能量。 8-4 原子能階2 波耳提出氫原子結構理論，有兩大假設： 第一假設： 原子僅存在於具有特定能量的狀態，稱為定態，在定態中的原子不輻射出能量。 第二假設： 原子從一定態躍遷至另一定態時，會放出或吸收能量，而此能量即為兩定態之間的能量差 E。放出能量時，以電磁輻射的形式放出，輻射的頻率ν為 ν＝E / h
8-4 原子能階3 由波耳氫原子結構理論可推得原子具有能階，原子的能量為量子化。
8-4 原子能階4 波耳氫原子模型能成功地解釋氫原子光譜，並由實驗證實能階的存在。
8-5 物質波1 德布羅意提出物質具有波動的性質。這種伴隨物質的波動稱為物質波。物質波經由晶格繞射及雙狹縫干涉實驗獲得證實。
8-5 物質波2 薛丁格提出物質波在傳播時所必須遵循的方程式，利用此方程式可以解出氫原子的量子化能階結構，從而得出氫原子的光譜與波耳原子模型中定態的條件。
8-5 物質波3 玻恩提出物質波可用來描述粒子在某一時刻，出現在空間中某一位置的機率，利用薛丁格波動方程式可以計算出電子在空間中出現的機率分布。
8-5 物質波4 微觀粒子的量子行為表現無法以古典力學處理，必須使用量子力學來處理。量子力學發展至今，已成為近代物理學的理論主幹。
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