量子力学第一章绪论

量子力学第一章绪论，黑体辐射、光电效应、Compton散射等现象揭示了光的波粒二象性。玻尔关于原子的量子理论成功地解决了原子的离散光谱线系，但其理论将经典力学中轨道的概念用在微观粒子，存在缺陷。

第一章绪论

• 黑体辐射
  • 黑体：物体对于外来的辐射有反射和吸收作用。能吸收射 到其上的全部辐射的物体，称为绝对黑体，简称黑体。
  • 结论：热平衡时，空腔辐射的能量密度按辐射波长的分布曲线的形状和位置只与黑体的绝对温度T有关，而与黑体的形状和材料无关。
  • 应用：物体温度超过绝对零度时，就会向外辐射电磁波（一般是红外辐射），利用物体的这种性质，可以制作各种探测仪，探测物体性质，在军事上有重要应用。
• 光电效应
  • 概念：金属中的自由电子在光的照射下，吸收光而能逸出金属表面的现象叫光电效应，所逸出的电子叫光电子，由光电子形成的电流叫光电流，使电子逸出某种金属表面所需的功称为该种金属的逸出功。
  • 特点：对于一定的金属材料做成的电极，有一个确定的临界频率 。当照射光频率 时，无论光的强度多大，都不会观测到电子从电极上射出。 每个光电子的能量只与照射光的频率有关，而与光强度无关。光强度只影响光电流的强度，即单位时间内从电极面积上逸出的电子的数目。 当入射光频率 时，不管光有多微弱，只要光照上，立刻就观测到光电子。
  • 解释：a.饱和光电流强度与光强成正比： 对于给定频率的光束来说，光的强度越大，表示光子的数 目越多，光电子越多，电流越大。 b. 临界频率的存在：当入射光频率低于临界频率 ， 不会有光电子逸出,只有当入射光频率足够高 ，以致每个光子的能量足够大，电子才能克服逸出功而逸出金属表面。所以临界频率
• 康普顿效应
  • 散射的X射线中不仅有与入射线波长相同的射线，而且也有波长大于入射线波长的射线。这种现象称为康普顿效应。
  • 解释：在解释康普顿效应时，经典理论遇到困难。按照经典电动力学，电磁波被散射后波长不应发生改变。爱因斯坦的光子论却圆满地解释了它。
  • 在宏观现象中，h和其他物理量比较可以略去，因而辐射能量可以连续化。因此凡是h在其中起重要作用的现象都可以称为量子现象。
• 玻尔的原子量子论
  • 定态：原子只能稳定的处于一系列能量具有离散值的状态。在定态中，电子沿特定的轨道运动，电子既不辐射也不吸收能量。
  • 量子跃迁：只有当电子由一个定态跃迁至另一个定态时，才产生辐射的吸收和发射现象。发射或吸收光子的频率为
• 微观粒子的波粒二象性
• 电子的双缝衍射实验
  • 让电子束通过A屏的双缝，用计数器在B屏上接收电子。如果电子具有波动性，以E1和E2分别表示通过双缝到达p点的电子波振幅
• 小结
  • 黑体辐射、光电效应、Compton散射等现象揭示了光的波粒二象性。
  • 玻尔关于原子的量子理论成功地解决了原子的离散光谱线系，但其理论将经典力学中轨道的概念用在微观粒子，存在缺陷。
  • de Broglie提出了微观粒子的波粒二象性的假说，并被戴维孙和革末等人的实验验证。