量子物理史话 PPT
合集下载
量子物理介绍ppt
开尔文
第一朵乌云---迈克耳逊-莫雷实 验
• 迈克耳孙-莫雷实验是对于以 太风的测定。当时人们认为 光是靠一种叫做以太的介质 传播，而且如果地球绕着太 阳转动，就会产生相对应的 速度的以太风，所以会影响 光的传播。这个实验模拟了 这个过程。实验的结果是光 的传播并不受到影响，进而 以太风就不应该存在。但当 时的人们是实验出错了，而 非以太不存在。和量子力学 貌似没有什么关系。这个实 验验证了光速不变定理，也 和我们有点关系，故而简略 说明一下。
c2 (eh / kT 1)
普朗克的量子假设突破了经典物理学的观念，第一次 提出了微观粒子具有分立的能量值,既微观粒子的能量 是量子化的。
光电效应 光量子学说
1.光电效应
当光线照射金属表面时，金属中有电子 逸出的现象，称为光电效应。逸出的电 子称为光电子。
光电效应实验
光线经石英窗照在阴极上，便有电子逸 出----光电子。
2.爱因斯坦光电效应方程
在光电效应中金属中的电子吸收了光子的能量，一部分消耗在电 子逸出功A，另一部分变为光电子的动能 Ek0 。
h
1 2
mvm 2
A
式中：A为电子逸出金属表面所需作的功，称为逸出功； 为
当 K、A 间加反向电压，光电子克服电 场力作功，当电压达到某一值UC时，光 电流恰为零。 UC称反向遏止电压。
E k max
1 2
mv
2
e
|UC
|
截止电压的大小反映光电子初动能的大小。
2.爱因斯坦的光量子假设
1.内容
光不仅在发射和吸收时以能量为h 的微粒形式出现，而且在空间传播 时也是如此。也就是说，频率为 的光是由大量能量为 =h 光子 组成的粒子流，这些光子沿光的传播方向以光速 c 运动。
量子力学(全套) ppt课件
1 n2
人们自然会提出如下三个问题：
1. 原子线状光谱产生的机制是什么？ 2. 光谱线的频率为什么有这样简单的规律？
nm
3. 光谱线公式中能用整数作参数来表示这一事实启发我们 思考： 怎样的发光机制才能认为原子P的PT课状件态可以用包含整数值的量来描写12 。
从前，希腊人有一种思想认为：
•2.电子的能量只是与光的频率有关，与光强无关，光
强只决定电子数目的多少。光电效应的这些规律是经典
理论无法解释的。按照光的电磁理论，光的能量只决定
于光的强度而与频率无关。
PPT课件
24
（3） 光子的动量
光子不仅具有确定的能量 E = hv，
而且具有动量。根据相对论知，速度 为 V 运动的粒子的能量由右式给出：
nm
11
谱系
m
Lyman
1
Balmer
2
Paschen
3
Brackett
4
Pfund
5
氢原子光谱
n 2,3,4,...... 3,4,5,...... 4,5,6,...... 5,6,7,...... 6,7,8,......
区域 远紫外 可见 红外 远红外 超远红外
RH
C
1 m2
自然之美要由整数来表示。例如：
奏出动听音乐的弦的长度应具有波长的整数倍。
这些问题，经典物理学不能给于解释。首先，经典物理学不能 建立一个稳定的原子模型。根据经典电动力学，电子环绕原子 核运动是加速运动，因而不断以辐射方式发射出能量，电子的 能量变得越来越小，因此绕原子核运动的电子，终究会因大量 损失能量而“掉到”原子核中去，原子就“崩溃”了，但是， 现实世界表明，原子稳定的存在着。除此之外，还有一些其它 实验现象在经典理论看来是难以解释的，这里不再累述。
量子物理 PPT课件
M (T )(10 W/(m Hz))
2
9
瑞利 - 金斯公式
6 5 ** 普朗克公式的理论曲线 * * * * * * * * 实验值 * T 2000k * * * * *
4 3
2
1 0
1
2
3
/ 10 Hz
14
3
普朗克黑体辐射公式
2πh M (T ) c 2 e h / kT 1
M (T )
1700k 1500k 1300k
M (T ') M (T ) (T ' T )
4
5.37 10
4
长 m 解
例2
经测量发现太阳的单色辐出度的峰值波 483nm，试由此估算太阳表面的温度.
M (T )(108 W/(m 2 Hz)
由维恩位移定律
T b
m
2.898 103 483 109
3、与热辐射有关的物理量 单色辐出度 从热力学温度为T 的黑体的单位面积上、单位 时间内、在单位波长范围内所辐射的电磁波 能量，称为单色辐射出射度，简称单色辐出 度，用Mλ(T)表示。 辐出度 在单位时间内，从热力学温度为T的黑体的单 位面积上、所辐射的各种波长范围的电磁波 的能量总和，称为辐射出射度，简称辐出度。
=5.67×10-8W· m-2·K-4 为斯特藩常量
m
M (T ) M (T )d
0
ห้องสมุดไป่ตู้
b 2.897 10 3 m K
( 20 C)的黑体，其单色辐出度 例1 （1）温度为室温
的峰值所对应的波长是多少？（2）若使一黑体单色 辐出度的峰值所对应的波长为650nm（红光），其温 度应该是多少？ （3）以上两辐出度之比为多少？ 解 （1）由维恩位移定律 2.898 103 b m 9890nm 293 T （2）取 m 650nm 3 b 2.898 10 3 T' 4.46 10 K 7 m 6.5 10 （3）由斯特藩—玻尔兹曼定律
《量子物理史话》课件
和未来发展
聚焦量子物理学家的研究 领域和未来的发展前景
展望量子技术在通信、计 算和能源等领域的潜在应 用。
《量子物理史话》PPT课 件
欢迎来到《量子物理史话》！在这堂课中我们将深入探讨量子物理的概念， 从它的起源到将来的应用，紧跟着我们将会带你踏上一段富有启发性和思考 的旅程。
量子物理的概念及起源
量子物理的基本概念
介绍量子物理的基本原理和量子粒子的行为规律。
光的粒子性和波动性的实验
探讨揭示光的双重性质的实验和科学家的观察结果。
普朗克和爱因斯坦对量子物理的贡献
介绍普朗克提出能量量子化和爱因斯坦解释光电效应的贡献。
量子力学的诞生与发展
薛定谔发现波动方程
揭示描述量子系统态演化的薛定 谔波函数方程。
波尔的量子论
探讨波尔对电子的分析和其量子 理论提供的关键洞见。
测不准原理和不确定性原 理的提出
讲解测不准原理对于测量和量子 世界理解的重要性。
成就和应用
1
巨人的争论：波粒二象性
走进波粒二象性理论辩论的精彩世界。
2
戴维森和杰拉德的实验
回顾著名的戴维森-杰拉德实验及其对量子力学验证的意义。
3
量子信息和计算机
了解量子信息和计算机发展的前沿应用。
未来展望
1 量子力学的局限性和
挑战
讨论目前量子力学遇到的 挑战及可能的发展方向。
2 量子物理学家的工作
聚焦量子物理学家的研究 领域和未来的发展前景
展望量子技术在通信、计 算和能源等领域的潜在应 用。
《量子物理史话》PPT课 件
欢迎来到《量子物理史话》！在这堂课中我们将深入探讨量子物理的概念， 从它的起源到将来的应用，紧跟着我们将会带你踏上一段富有启发性和思考 的旅程。
量子物理的概念及起源
量子物理的基本概念
介绍量子物理的基本原理和量子粒子的行为规律。
光的粒子性和波动性的实验
探讨揭示光的双重性质的实验和科学家的观察结果。
普朗克和爱因斯坦对量子物理的贡献
介绍普朗克提出能量量子化和爱因斯坦解释光电效应的贡献。
量子力学的诞生与发展
薛定谔发现波动方程
揭示描述量子系统态演化的薛定 谔波函数方程。
波尔的量子论
探讨波尔对电子的分析和其量子 理论提供的关键洞见。
测不准原理和不确定性原 理的提出
讲解测不准原理对于测量和量子 世界理解的重要性。
成就和应用
1
巨人的争论：波粒二象性
走进波粒二象性理论辩论的精彩世界。
2
戴维森和杰拉德的实验
回顾著名的戴维森-杰拉德实验及其对量子力学验证的意义。
3
量子信息和计算机
了解量子信息和计算机发展的前沿应用。
未来展望
1 量子力学的局限性和
挑战
讨论目前量子力学遇到的 挑战及可能的发展方向。
2 量子物理学家的工作
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
大家好
• 艾萨克·牛顿 （1643年（格里历） 1月4日—1727年3 月31日）爵士，英 国皇家学会会长， 英国著名的物理学 家，百科全书式的 “全才”，著有 《自然哲学的数学 原理》、《光学》
大家好
• 1672年 牛顿（29岁）进行了色散实验
大家好
• 由于牛顿，微粒说占据主导地位。
克里斯蒂安·惠更斯(Christiaan Huygens，1629年 04月14日—1695年07月08日)荷兰物理学家、天文 学家、数学家，他是介于伽利略与牛顿之间一位重 要的物理学先驱，是历史上最著名的物理学家之一， 他对力学的发展和光学的研究都有杰出的贡献，在 数学和天文学方面也有卓越的成就，是近代自然科 学的一位重要开拓者。他建立向心力定律，提出动 量守恒原理，并改进了计时器。
生于基尔，1874年普朗克入慕尼黑大学攻读数学，后改读物理学。1877年转入柏林大 学，曾聆听亥姆霍兹和基尔霍夫教授的讲课，1879年获得博士学位。1930年至1937年任 威廉皇家学会（Kaiser-Wilhelm-Gesellschaft）会长，该学会后为纪念普氏改名为马克斯.
普朗克学会（简称MPG）。 从博士论文开始，普朗克一直关注并研究热力学第二定律，发表诸多论文。大约1894 年起，开始研究黑体辐射问题，发现普朗克辐射定律，并在论证过程中提出能量子概念和 常数h（后称为普朗克常数），成为此后微观物理学中最基本的概念和极为重要的普适常 量。1900年12月14日，普朗克在德国物理学会上报告这一结果，成为量子论诞生和新物 理学革命宣告开始的伟大时刻。由于这一发现，普朗克获得了1918年诺贝尔物理学奖。
双缝干涉实验
大家好
大家好
• 马吕斯根据光的偏振性反驳波动说 • 菲涅尔提出光为横波解释了偏振性
菲涅耳(1788～1827)是法国土木工程 兼物理学家。1788年5月10日生于诺曼 底省的布罗意城的一个建筑师家庭，当 时法国革命即将爆发，自幼体弱多病。 读书时他的数学才智却倍受教师注意。 1806年毕业于巴黎工艺学院，1809年又 毕业于巴黎路桥学院，并取得土木工程 师文凭。大学毕业后的一段时期，菲涅 耳倾注全力于建筑工程。 从1814年起， 他明显地将注意力转移到光的研究上。 菲涅耳在1823年被选为法国科学院院士。 1825年被选为英国皇家学会会员。
量子物理史话
电子科学与技术专业素质拓展讲座
大家好
1
• 一、胡克
• 罗伯特·胡克，英国科学家，又译罗伯 特·虎克（Robert Hooke，1635年7月 18日－1703年3月3日），英国博物学 家，发明家。在物理学研究方面，他提 出了描述材料弹性的基本定律-胡克定 律，在机械制造方面，他设计制造了真 空泵，显微镜和望远镜，并将自己用显 微镜观察所得写成《显微术》一书，细 胞一词即由他命名。在新技术发明方面， 他发明的很多设备至今仍然在使用。除 去科学技术，胡克还在城市设计和建筑 方面有着重要的贡献。但由于与牛顿的 论争导致他去世后少为人知。胡克也因 其兴趣广泛，贡献重要而被某些科学史 家称为“伦敦的莱奥纳多（达芬奇）”
大家好
大家好
• 阿基里斯是古希腊神话中善跑的英雄。 在他和乌龟的竞赛中，他速度为乌龟 十倍，乌龟在前面100米跑，他在后 面追，但他不可能追上乌龟。因为在 竞赛中，追者首先必须到达被追者的 出发点，当阿基里斯追到100米时， 乌龟已经又向前爬了10米，于是，一 个新的起点产生了；阿基里斯必须继 续追，而当他追到乌龟爬的这10米时， 乌龟又已经向前爬了1米，阿基里斯 只能再追向那个1米。就这样，乌龟 会制造出无穷个起点，它总能在起点 与自己之间制造出一个距离，不管这 个距离有多小，但只要乌龟不停地奋 力向前爬，阿基里斯就永远也追不上 乌龟！
大家好
大家好
• 维恩公式和瑞利公式
大家好
• 马克斯·普朗克
马克斯·普朗克（Max Planck，1858年4月23日—1947年10月4日），全名：马克斯·卡 尔·恩斯特·路德维希·普朗克（德语：Max Karl Ernst Ludwig Planck），德国著名物理学 家，量子力学（量子论、量子理论）重要创始人，二十世纪最重要的两大物理学家之一。 因发现能量量子而对物理学的进展做出了重要贡献，并在1918年荣获诺贝尔物理学奖。
大家好
• 詹姆斯·克拉克·麦克斯韦 • 詹姆斯·克拉克·麦克斯韦，英国物理学家、数学
家。经典电动力学的创始人，统计物理学的奠基 人之一。科学史上，称牛顿把天上和地上的运动 规律统一起来，是实现第一次大综合，麦克斯韦 把电、光统一起来，是实现第二次大综合，因此 应与牛顿齐名。1873年出版的《论电和磁》，也 被尊为继牛顿《自然哲学的数学原理》之后的一 部最重要的物理学经典。麦克斯韦被普遍认为是 对二十世纪最有影响力的十九世纪物理学家。没 有电磁学就没有现代电工学，也就不可能有现代 文明。
大家好
• 沃纳·海森堡 • 海森堡（1901年12月5日－
1976年2月1日），德国物理 学家，量子力学的主要创始 人，哥本哈根学派的代表人 物，1932年诺贝尔物理学奖 获得者。量子力学是整个科 学史上最重要的成就之一， 他的《量子论的物理学基础》 是量子力学领域的一部经典 著作。鉴于他的重要影响， 在美国学者麦克·哈特所著的 《影响人类历史进程的100 名人排行榜》，海森堡名列 第43位。
大家好
• 光电效应和康普顿效应
大家好
大家好
大家好
• 寻找以太失败
大家好Biblioteka • 原子模型的建立汤姆逊
大家好
卢瑟福
大家好
• 玻尔的苦恼 • 如何解释行星模型？
大家好
• 曙光早已现
大家好
大家好
大家好
• 路易·维克多·德布罗意
大家好
• 实验证实
戴维孙和革末
大家好
• 物理学应当有一个坚固的基础，它 只能从一些直接可以被实验观测和 检验的东西出发
提出以太假设
大家好
• 托马斯·杨
• 托马斯·杨（Thomas Young， 1773～1829 ）英国医生、物理 学家，光的波动说的奠基人之一。 他不仅在物理学领域领袖群英、 名享世界，而且涉猎甚广，光波 学、声波学、流体动力学、造船 工程、潮汐理论、毛细作用、用 摆测量引力、虹的理论……力学、 数学、光学、声学、语言学、动 物学、埃及学……他对艺术还颇 有兴趣，热爱美术，几乎会演奏 当时的所有乐器，并且会制造天 文器材，还研究了保险经济问题。 而且托马斯·杨擅长骑马，并且 会耍杂技走钢丝。
• 艾萨克·牛顿 （1643年（格里历） 1月4日—1727年3 月31日）爵士，英 国皇家学会会长， 英国著名的物理学 家，百科全书式的 “全才”，著有 《自然哲学的数学 原理》、《光学》
大家好
• 1672年 牛顿（29岁）进行了色散实验
大家好
• 由于牛顿，微粒说占据主导地位。
克里斯蒂安·惠更斯(Christiaan Huygens，1629年 04月14日—1695年07月08日)荷兰物理学家、天文 学家、数学家，他是介于伽利略与牛顿之间一位重 要的物理学先驱，是历史上最著名的物理学家之一， 他对力学的发展和光学的研究都有杰出的贡献，在 数学和天文学方面也有卓越的成就，是近代自然科 学的一位重要开拓者。他建立向心力定律，提出动 量守恒原理，并改进了计时器。
生于基尔，1874年普朗克入慕尼黑大学攻读数学，后改读物理学。1877年转入柏林大 学，曾聆听亥姆霍兹和基尔霍夫教授的讲课，1879年获得博士学位。1930年至1937年任 威廉皇家学会（Kaiser-Wilhelm-Gesellschaft）会长，该学会后为纪念普氏改名为马克斯.
普朗克学会（简称MPG）。 从博士论文开始，普朗克一直关注并研究热力学第二定律，发表诸多论文。大约1894 年起，开始研究黑体辐射问题，发现普朗克辐射定律，并在论证过程中提出能量子概念和 常数h（后称为普朗克常数），成为此后微观物理学中最基本的概念和极为重要的普适常 量。1900年12月14日，普朗克在德国物理学会上报告这一结果，成为量子论诞生和新物 理学革命宣告开始的伟大时刻。由于这一发现，普朗克获得了1918年诺贝尔物理学奖。
双缝干涉实验
大家好
大家好
• 马吕斯根据光的偏振性反驳波动说 • 菲涅尔提出光为横波解释了偏振性
菲涅耳(1788～1827)是法国土木工程 兼物理学家。1788年5月10日生于诺曼 底省的布罗意城的一个建筑师家庭，当 时法国革命即将爆发，自幼体弱多病。 读书时他的数学才智却倍受教师注意。 1806年毕业于巴黎工艺学院，1809年又 毕业于巴黎路桥学院，并取得土木工程 师文凭。大学毕业后的一段时期，菲涅 耳倾注全力于建筑工程。 从1814年起， 他明显地将注意力转移到光的研究上。 菲涅耳在1823年被选为法国科学院院士。 1825年被选为英国皇家学会会员。
量子物理史话
电子科学与技术专业素质拓展讲座
大家好
1
• 一、胡克
• 罗伯特·胡克，英国科学家，又译罗伯 特·虎克（Robert Hooke，1635年7月 18日－1703年3月3日），英国博物学 家，发明家。在物理学研究方面，他提 出了描述材料弹性的基本定律-胡克定 律，在机械制造方面，他设计制造了真 空泵，显微镜和望远镜，并将自己用显 微镜观察所得写成《显微术》一书，细 胞一词即由他命名。在新技术发明方面， 他发明的很多设备至今仍然在使用。除 去科学技术，胡克还在城市设计和建筑 方面有着重要的贡献。但由于与牛顿的 论争导致他去世后少为人知。胡克也因 其兴趣广泛，贡献重要而被某些科学史 家称为“伦敦的莱奥纳多（达芬奇）”
大家好
大家好
• 阿基里斯是古希腊神话中善跑的英雄。 在他和乌龟的竞赛中，他速度为乌龟 十倍，乌龟在前面100米跑，他在后 面追，但他不可能追上乌龟。因为在 竞赛中，追者首先必须到达被追者的 出发点，当阿基里斯追到100米时， 乌龟已经又向前爬了10米，于是，一 个新的起点产生了；阿基里斯必须继 续追，而当他追到乌龟爬的这10米时， 乌龟又已经向前爬了1米，阿基里斯 只能再追向那个1米。就这样，乌龟 会制造出无穷个起点，它总能在起点 与自己之间制造出一个距离，不管这 个距离有多小，但只要乌龟不停地奋 力向前爬，阿基里斯就永远也追不上 乌龟！
大家好
大家好
• 维恩公式和瑞利公式
大家好
• 马克斯·普朗克
马克斯·普朗克（Max Planck，1858年4月23日—1947年10月4日），全名：马克斯·卡 尔·恩斯特·路德维希·普朗克（德语：Max Karl Ernst Ludwig Planck），德国著名物理学 家，量子力学（量子论、量子理论）重要创始人，二十世纪最重要的两大物理学家之一。 因发现能量量子而对物理学的进展做出了重要贡献，并在1918年荣获诺贝尔物理学奖。
大家好
• 詹姆斯·克拉克·麦克斯韦 • 詹姆斯·克拉克·麦克斯韦，英国物理学家、数学
家。经典电动力学的创始人，统计物理学的奠基 人之一。科学史上，称牛顿把天上和地上的运动 规律统一起来，是实现第一次大综合，麦克斯韦 把电、光统一起来，是实现第二次大综合，因此 应与牛顿齐名。1873年出版的《论电和磁》，也 被尊为继牛顿《自然哲学的数学原理》之后的一 部最重要的物理学经典。麦克斯韦被普遍认为是 对二十世纪最有影响力的十九世纪物理学家。没 有电磁学就没有现代电工学，也就不可能有现代 文明。
大家好
• 沃纳·海森堡 • 海森堡（1901年12月5日－
1976年2月1日），德国物理 学家，量子力学的主要创始 人，哥本哈根学派的代表人 物，1932年诺贝尔物理学奖 获得者。量子力学是整个科 学史上最重要的成就之一， 他的《量子论的物理学基础》 是量子力学领域的一部经典 著作。鉴于他的重要影响， 在美国学者麦克·哈特所著的 《影响人类历史进程的100 名人排行榜》，海森堡名列 第43位。
大家好
• 光电效应和康普顿效应
大家好
大家好
大家好
• 寻找以太失败
大家好Biblioteka • 原子模型的建立汤姆逊
大家好
卢瑟福
大家好
• 玻尔的苦恼 • 如何解释行星模型？
大家好
• 曙光早已现
大家好
大家好
大家好
• 路易·维克多·德布罗意
大家好
• 实验证实
戴维孙和革末
大家好
• 物理学应当有一个坚固的基础，它 只能从一些直接可以被实验观测和 检验的东西出发
提出以太假设
大家好
• 托马斯·杨
• 托马斯·杨（Thomas Young， 1773～1829 ）英国医生、物理 学家，光的波动说的奠基人之一。 他不仅在物理学领域领袖群英、 名享世界，而且涉猎甚广，光波 学、声波学、流体动力学、造船 工程、潮汐理论、毛细作用、用 摆测量引力、虹的理论……力学、 数学、光学、声学、语言学、动 物学、埃及学……他对艺术还颇 有兴趣，热爱美术，几乎会演奏 当时的所有乐器，并且会制造天 文器材，还研究了保险经济问题。 而且托马斯·杨擅长骑马，并且 会耍杂技走钢丝。