量子力学第一章课件.ppt

康普顿效应的定量分析(参考课本的推导过程） Y X Y X （1）碰撞前 （2）碰撞后 （3）动量守恒 X 碰撞前，电子平均动能（约百分之几eV），与入射的X射线光子的能量（104~105eV）相比可忽略，电子可看作静止的。 第三十页，共五十九页，2022年，8月28日 由能量守恒: 由动量守恒: 康普顿散射公式 电子的康普顿波长 ? X 第三十一页，共五十九页，2022年，8月28日 光的波粒二象性 表示粒子特性的物理量 波长、频率是表示波动性的物理量 表示光子不仅具有波动性，同时也具有粒子性，即具有波粒二象性。 光子是一种基本粒子，在真空中以光速运动，其静止质量为0. 光电效应、康普顿效应证明了光具有粒子性。 第三十二页，共五十九页，2022年，8月28日 N.玻尔 研究原子结构，特别是研究从原子发出的辐射 1922诺贝尔物理学奖 第三十三页，共五十九页，2022年，8月28日 一、氢原子光谱的实验规律 谱线是线状分立的 四、 玻尔的氢原子理论 光谱公式 R=4/B 里德伯常数 1.0967758×107m-1 连续 巴耳末公式 第三十四页，共五十九页，2022年，8月28日 赖曼系 在紫外区 帕邢系 在近红外区 布喇开系 在红外区 普芳德系 在红外区 广义巴耳末公式 第三十五页，共五十九页，2022年，8月28日 二、玻尔氢原子理论 原子的核式结构的缺陷： 无法解释原子的稳定性 无法解释原子光谱的不连续性 玻尔原子理论的三个基本假设： 1、定态假设 原子系统存在一系列不连续的能量状态，处于这些状态的原子中电子只能在一定的轨道上绕核作圆周运动，但不辐射能量。这些状态称为稳定状态，简称定态。 对应的能量E1 ,E2 ,E3…是不连续的。 概括：是在把电子看出经典粒子的基础上，加上了一些量子化条件。 第三十六页，共五十九页，2022年，8月28日 2、频率假设 原子从一较大能量En的定态向另一较低能量Ek的定态跃迁时，辐射一个光子 3、轨道角动量量子化假设 (具体过程在下一页） 轨道量子化条件 n为正整数，称为量子数 跃迁频率条件 原子从较低能量Ek的定态向较大能量En的定态跃迁时，吸收一个光子 第三十七页，共五十九页，2022年，8月28日 玻尔理论只考虑了电子的圆周轨道.索末菲将玻尔轨道量子化条件推广为 （波尔－索末菲量子化条件） 其中q是粒子运动的广义坐标, p是对应的广义动量,闭合积分对运动轨道进行, n是量子数. 若令 由波尔－索末菲量子化条件可得到波尔轨道量子化条件 第三十八页，共五十九页，2022年，8月28日 把波尔的基本假设应用于氢原子：（同学们自己看） (1)轨道半径量子化 其中，第一玻尔轨道半径 第三十九页，共五十九页，2022年，8月28日 (2)能量量子化和原子能级 基态能级 激发态能级 氢原子的电离能 因为 第四十页，共五十九页，2022年，8月28日 (3)氢原子光谱：（同学们自己看） 氢原子发光机制是能级间的跃迁 R理论—里德伯常数 1.097373×107m-1 R实验=1.096776×107m-1 其中 第四十一页，共五十九页，2022年，8月28日 氢原子光谱中的不同谱线 6562.79 4861.33 4340.47 4101.74 1215.68 1025.83 972.54 18.75 40.50 赖曼系 巴耳末系 帕邢系 布喇开系 连续区 第四十二页，共五十九页，2022年，8月28日 量子力学第一章课件 第一页，共五十九页，2022年，8月28日 早期量子论 量子力学 相对论量子力学 普朗克能量量子化假说 爱因斯坦光子假说 康普顿效应 玻尔的氢原子理论 德布罗意实物粒子波粒二象性 薛定谔方程 波恩的物质波统计解释 海森伯的测不准关系 狄拉克把量子力学与狭义相对论相结合 第二页，共五十九页，2022年，8月28日 20世纪物理学最大的发现：相对论和量子力学。如果你能把物理学学到最薄处，用一页纸写出物理学的精华，那上面一定写着：对称，和谐，美. To see a world in a grain of sand and a heaven in a wild flower Hold infinite in the palm of your hand and eternity in an hour. 一粒沙里有一个世界 一朵花里有一个天堂 把无穷无尽握于手掌 永恒宁非是刹那时光 (荷兰，乌仑贝克，1925年电子自旋发现者） 第三页，共五十九页，2022年，8月28日 绪论 第一章 第四页，共五十九页，2022年，8月28日 1、量子力学研究