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量子力学 复旦大学 苏汝铿
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第一章 量子论基础
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普朗克 MAX PLANCK ( )
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德布罗意 LOUIS DE BROGLIE (1892-1987)
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薛定谔 ERWIN SCHRODINGER (1887-1961)
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海森堡 WERNER HEISENBERG (1901-1976)
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泡利 WOLFGANG PAULI ( )
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狄拉克 PAUL DIRAC ( )
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§1.1 经典物理学的困难 黑体辐射 黑体：吸收系数为1的物体 例如：一个由绝热壁围成的开有一个小孔的空腔可近似视为黑体
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§1.1 经典物理学的困难 实验定律： 基尔霍夫定律：ρν=ρν(ν, T ) 与空腔性质无关 ρν~ν图 存在Wien位移：
λmT = ×10-2 mK
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§1.1 经典物理学的困难
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§1.1 经典物理学的困难 Stefan-Boltzmann定律 u = σT4
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§1.1 经典物理学的困难 物理解释 Wien公式 Rayleigh-Jeans公式 紫外灾难
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§1.1 经典物理学的困难 热辐射经典统计理论 连续振动体系一组谐振子
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§1.1 经典物理学的困难
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§1.1 经典物理学的困难
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§1.1 经典物理学的困难
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§1.1 经典物理学的困难
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§1.1 经典物理学的困难
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§1.1 经典物理学的困难
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§1.1 经典物理学的困难
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§1.1 经典物理学的困难 Planck量子论
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§1.1 经典物理学的困难
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§1.1 经典物理学的困难 满足Wien位移
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§1.1 经典物理学的困难
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§1.1 经典物理学的困难
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§1.1 经典物理学的困难 可解释Stefan-Boltzmann定律
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§1.1 经典物理学的困难
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§1.1 经典物理学的困难
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§1.1 经典物理学的困难 两种特殊情况 (a)高温区 kT>>hν Planck R-J Formulae
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§1.1 经典物理学的困难
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§1.1 经典物理学的困难 两种特殊情况 (b)低温区 kT<<hν Planck Wien Formulae
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§1.1 经典物理学的困难
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§1.1 经典物理学的困难 光电效应 临界频率，当频率小于临界频率时无光电子溢出 光电子能量只与频率有关 光强只影响光电子数目
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§1.1 经典物理学的困难 原子的线性光谱
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§1.1 经典物理学的困难
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§1.1 经典物理学的困难 原子的稳定性
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§1.1 经典物理学的困难 比热困难 Dulong-Petit定律 Cp = 3R 在低温时与实验不符 束缚态电子为什么对比热没有贡献
振动自由度在常温下如何被冻结
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§1.1 经典物理学的困难 Compton效应 高频X射线被轻元素电子散射后，散射波波长随散射角的增大而增大
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§1.2 光量子和Planck-Einstein关系
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§1.2 光量子和Planck-Einstein关系
解释光电效应 Compton效应
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§1.2 光量子和Planck-Einstein关系
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§1.2 光量子和Planck-Einstein关系
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§1.2 光量子和Planck-Einstein关系
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§1.2 光量子和Planck-Einstein关系
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§1.3 Bohr量子论 Bohr假定 原子具有能量不连续定态 (能量量子化) 量子跃迁
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§1.3 Bohr量子论 讨论 可解释氢原子能级及线状光谱
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§1.3 Bohr量子论
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§1.3 Bohr量子论
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§1.3 Bohr量子论
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§1.3 Bohr量子论 可解释原子的稳定性 可解释经典理论中的比热困难
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§1.3 Bohr量子论 仍有许多困难存在 不能给出谱线强度 不能解释精细结构 只能讨论束缚态，不能讨论散射态
E不连续原因来自角动量量子化，不能揭露量子化的本质
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§1.4 波粒两相性和de Broglie波 光的波粒二象性 杨氏双缝实验 I <> I1 + I2 ＋ 下图 波粒二象性
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§1.4 波粒两相性和de Broglie波
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§1.4 波粒两相性和de Broglie波 物质的波粒二象性 de Broglie关系
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§1.4 波粒两相性和de Broglie波
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§1.4 波粒两相性和de Broglie波 讨论 两个公式是相互独立公式
将表征波动的物理量(频率和波长)与表征粒子的物理量(能量和动量)联系起来 统计解释 实物粒子的de Broglie波长很短，波动性不显
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§1.4 波粒两相性和de Broglie波 平面波的形式：虚数的引入是量子力学一大进步
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§1.4 波粒两相性和de Broglie波
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本章小结
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