量子物理 量子假说
量子力学的发展过程
量子力学的发展过程量子力学的发展过程可以追溯到19世纪末和20世纪初。
以下是量子力学的主要发展里程碑：1. 波动理论：19世纪末，物理学家开始研究光的波动性质。
爱尔兰物理学家赫兹通过实验证明了电磁波的存在，并对光的传播进行了详细研究。
这奠定了波动理论的基础。
2. 光量子假说：1900年，德国物理学家普朗克提出了光量子假说，认为光是由一个个离散的能量包（即光子）组成的。
这一假说在解释黑体辐射现象方面具有关键性的意义。
3. 康普顿散射：1923年，美国物理学家康普顿进行了关于X射线与电子相互作用的实验，发现X射线与电子碰撞后会发生散射现象，并且散射光的波长发生了变化。
这一发现验证了光具有粒子性质，并为量子力学的发展提供了重要线索。
4. 德布罗意假说：1924年，法国物理学家德布罗意提出了他的物质波假说。
他认为，物质粒子也具有波动性质，波长与动量成反比。
德布罗意的假说后来在实验中得到了证实，巩固了量子力学的基础。
5. 薛定谔方程：1926年，奥地利物理学家薛定谔提出了薛定谔方程，描述了量子力学中粒子的波函数演化。
这一方程成为了量子力学的核心。
6. 测不准原理：1927年，德国物理学家海森堡提出了测不准原理，指出无法同时准确确定粒子的位置和动量。
这一原理改变了人们对物理观测的理解，突出了观测与粒子之间的不可分割性。
7. 玻尔模型：1927年，丹麦物理学家玻尔提出了量子力学的第一个成功模型-玻尔模型。
该模型基于能级和量子跃迁的概念，解释了氢原子光谱的规律。
8. 标准模型：自1920年代以来，许多物理学家对量子力学进行了深入研究。
通过玻尔模型的进一步完善和量子力学的数学基础的发展，形成了现代物理学的框架。
目前，量子力学已经与相对论等其他物理学理论结合在一起，形成了标准模型，成为理解微观物质行为的重要理论。
量子力学基础 知识点
量子物理知识点小结一、普朗克能量子假说1、黑体辐射的实验定律2、普朗克能量子假说2)维恩位移定律：T λm = b1)斯特藩-玻耳兹曼定律： M (T ) = σT 4对频率为ν 的谐振子, 最小能量 ε 为: ⋅⋅⋅⋅⋅⋅,,,3,2,εεεεn νh =ε谐振子的能量不能取任意值，只能是某一最小能量ε 的整数倍，二、爱因斯坦光量子假说1、光量子假说 W m h νm+=221v 2、光电效应方程： 光具有“波粒二象性”光子的动量： λhp =光子的能量： h ν=ε碰撞过程中能量守恒： 2200mc h νc m h ν+=+v m e h e h n +=λλ00碰撞过程中动量守恒：波长的偏移量:)cos 1(0θλλλλ-=-=∆c nm 00243.0m 10432120=⨯⋅≈=-cm h c λ康普顿波长: 三、康普顿效应（X 射线光子与自由电子碰撞）四、玻尔氢原子理论一切实物粒子都具有波粒二象性 2)角动量量子化条件假设； 1)定态假设； 3)频率条件假设h νmc E ==2λh m p ==v ⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧≥∆⋅∆≥∆⋅∆≥∆⋅∆222 z y x p z p y p x 2≥∆⋅∆t Ε五、德布罗意假说六、不确定性关系：七、波函数2、波函数满足的条件1、波函数的统计意义1)归一化条件t 时刻，粒子在空间r 处的单位体积中出现的概率， 与波函数模的平方成正比。
*2),(ΨΨt r ΨdVdW w === 概率密度： 12=⎰⎰⎰dV Ψ粒子在整个空间出现的总概率等于 1 , 即： 2)标准化条件：单值、连续、有限一维情况： 1)(2=⎰+∞∞-dx x Ψ八、定态薛定谔方程1、定态：若粒子的势能 E P (x ) 与 t 无关，仅是坐标的函数， 微观粒子在各处出现的概率与时间无关2、一维定态薛定谔方程： 0)()()(=-+x E E 2m dx x d P 222ψψ九、氢原子,3,2,1,1)8(22204=⋅-=n nh me E n ε1、能量量子化和主量子数n 2、角动量量子化和角量子数l)1(2)1(+=+=l l h l l L π1,,3,2,1,0-=n l 3、角动量空间量子化和磁量子数m ll m m L l l z ±±±==,,2,1,0, 4、自旋角动量和自旋量子数 21,)1(=+=s s s S 21,±==s s z m m S十、原子的电子壳层结构1、原子中电子状态由四个量子数(n 、l 、m l 、 m s )决定用 K , L , M , N , O , P , …. 表示 2、原子的壳层结构主量子数 n 相同的电子属于同一壳层壳层n = 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 , …. 同一壳层中( n 相同)，l 相同的电子组成同一分壳层 支壳层 用 s , p , d , f , … , 表示l = 0， 1 , 2 , 3 , … , n －13、原子的壳层结构中电子的填充原则1) 泡利不相容原理2) 能量最小原理。
大学物理量子物理复习资料
121量子物理基础基本内容一．量子假说和光的量子性1． 普朗克量子假说频率为ν的带电谐振子只能处于能量为一最小能量ε的整数倍的状态，ε=h ν，h 称为普朗克常数。
在辐射或吸收能量时振子从这些状态之一跃迁到其它状态。
2． 光电效应、光子假说(1)光电效应：光照射到金属表面，立刻有电子称为光子逸出金属的现象。
(2)爱因斯坦光子假说光是粒子流，这种粒子称为光子，光子运动速度为c ，对频率为ν的单色光的光子能量h εν=，光的能流密度S 决定于单位时间通过单位面积的光子数N ，即S Nh ν=。
(3)光电子的产生和爱因斯坦光电效应方程光照射到金属表面，一个光子被金属中的电子吸收，电子获得光子全部能量，一部分用以克服金属逸出功而离开金属表面形成光电子，因此爱因斯坦光电效应方程： 212h mv W ν=+ 式中212mv 是光电子的最大初动能，W 是金属逸出功，W eU =，U 是该金属的逸出电位。
单位时间产生的光电子数应随能流密度S 的增加而增加，光电子最大初动122 能与入射单色光的频率成线性关系，即212mv h W ν=-，当入射频率00e U hνν<=（红限频率）时不发生光电效应。
(4)光电效应实验——鉴定爱因斯坦理论的正确性测定饱和光电流强度I α随入射光强度的变化。
结论：入射光频率不变时I α与入射光强成正比。
测定遏止电势差U α与入射单色光强度、频率的关系。
结论：U α与入射光强度无关，与入射光频率呈线性关系。
爱因斯坦光电效应方程是正确的。
3． 康普顿效应(1)伦琴射线经物质散射,散射伦琴射线中既有与入射伦琴射线波长0λ相同的成分也有比入射伦琴射线波长0λ大的成分，这种现象称为康普顿效应。
其中散射波长λ比入射波长0λ大的散射称康普顿散射。
(2)康普顿散射的规律波长增长量（∆λ=λ-0λ）随散射角的增大而增大，与散射物质种类无关；康普顿散射的强度随散射物质原子量的增加而减少。
(3)康普顿散射产生的原因康普顿散射是X 射线光子与物质中的原子、“自由”电子碰撞而改变动量合能量的结果。
谁首先提出了量子力学理论？
谁首先提出了量子力学理论？量子力学是研究物质和辐射在微观尺度下的行为和相互作用的理论。
其创始人主要是以下这些人：一、马克斯·普朗克马克斯·普朗克（Max Planck）是量子力学的开拓者之一，他在1900年提出了量子假说，指出物质辐射由许多特定频率的能量组成，能量的最小单位为量子。
这一假说带来了现代物理学的革命性的转变，而普朗克也因此获得了1932年的诺贝尔物理学奖。
二、阿尔伯特·爱因斯坦阿尔伯特·爱因斯坦（Albert Einstein）在1905年发表了著名的相对论，它改变了人们对时空的看法。
1917年，爱因斯坦又发表了量子理论的一篇论文，它解释了一个新的现象：光电效应。
文中提到，光子不是波动性能量，而是微粒子，它的能量和频率不同于传统的波动性质，且永远保持不变。
这个理论被人们称为“光量子论”。
三、尼尔斯·玻尔尼尔斯·玻尔（Niels Bohr）于1913年提出了一个新的原子结构理论，凭借着该理论，玻尔解释了氢原子光谱的规律，并提出了“亚稳态”的概念，奠定了量子力学的基础。
这个理论揭示了电子在原子轨道上的运动，给人们带来了一个全新的理解和描述微观世界的方式。
玻尔因此获得了1922年的诺贝尔物理学奖。
四、沃纳·海森伯沃纳·海森伯（Werner Heisenberg）是量子力学矩阵力学的创始人之一，他于1925年提出了不确定性原理，该原理说明了无法同时精确测量一物理量的位置和动量，海森伯在量子力学的理论体系中所占份额相当大，他还因此于1932年获得了诺贝尔物理学奖。
总之，量子力学的发展离不开以上伟大物理学家的贡献和探索，他们用自己深厚的物理学功底和创新的思维，创造了量子力学这个震撼人心、改变世界的学科。
现今，量子力学已经不断地推进着信息科技、材料科学、能源技术等各个领域的发展，对人类的进步和未来具有不可估量的影响。
量子物理基础第13章 01量子化假说
钨丝和太阳的单色辐出度曲线
太阳 M (T )(108 W/(m2 Hz))
钨丝 M (T )(109 W/(m2 Hz))
太阳
12 （5800K）
10
可见 光区
8
6 钨丝 （5800K）
4
2
/1014 Hz
0 2 4 6 8 10 12
4. 单色吸收（反射）比
物体在温度T，吸收(或反射)频率范围在ν—ν+dν内电 磁波能量与相应频率入射电磁波能量之比，称为单色吸收 比（或单色反射比）。
对于不透明物体： 1
实验表明: 辐射能力越强的物体，其吸收能力也越强。 5. 黑体
能完全吸收照射到它上面的各种频率的电磁辐 射的物体，即α(ν)=1，称为绝对黑体 。
13.1 黑体辐射 普朗克量子化假说 13.2 光的波粒二象性 13.3 量子力学引论 13.4 薛定谔方程 13.5 氢原子理论 13.6 电子的自旋 原子的壳层结构
§13.1 黑体辐射 普朗克量子化假说 一、黑体 黑体辐射
1. 热辐射 不同温度下物体能发出不同的电磁波，这种能量按
频率的分布随温度而不同的电磁辐射叫做热辐射。
索尔维是一个很像诺贝尔的人，本身既是科学家又是 家底雄厚的实业家，万贯家财都捐给科学事业。诺贝尔是 设立了以自己名字命名的科学奖金，索尔维则是提供了召 开世界最高水平学术会议的经费。——这就是索尔维会议 的来历。
普朗克
爱因斯坦
康普顿
德布罗意
海森堡
玻恩
玻尔
薛定谔
狄拉克
约里奥—居里夫妇
第十三章 量子物理学基础
瑞利-金斯公式
M
(T
)
高二物理量子化现象
①经典理论：能量是连续变化的，原子发光的光谱是连续谱。 ②实验结论：原子发光的光谱是不连续的线状谱—原子光谱。 2.原子光谱的解释： 原子只能处于一系列不连续的能量状态中，当原子从一 种能量状态变化到另一能量状态时，辐射（或吸收）一定频 率的光子，辐射（或吸收）的光子的能量是不连续的。
得出结论:光电效应的发生与否,与光的强弱无关,与照射时间 的长短无关,与光的频率、金属材料的种类有关。
思考
为什么说光的波动理论无法解释光电效应的规律？
回想 一下光的波 动理论是怎 样描述光的 能量的呢？
波动理论在解释光电效应时的矛盾 1、波动理论无法解释极限频率．
2、光电子最大初动能的大小应与光强有关，与 频率无关 ． 3、弱光照射时应有能量积累过程，不应瞬时发生．
能量子的值不同，表达式为： E=hυ
其中， υ 是电磁波的频率， h 是一个普遍适用的常量， 称作普朗克常量。由实验测得h ＝6.63×10－34J· s。 4.能量的量子化 在微观领域里能量的不连续变化，即只能取分立值的 现象，叫做能量的量子化。 —— 普朗克的能量子假说不仅解决了黑体辐射的理论
困难，而且揭开了物理学上崭新的篇章。
1）与光的强度有关吗? 2）与光的颜色即与光的频率有关吗？ 3）与光照射时间有关吗？ 4）与被照射的材料有关吗？
2 光电效应规律
1）光电效应的发生几乎是瞬时的，时间不超过10－9s. 2）任何金属都有一个能产生光电效应的最低照射光 频率，叫做极限频率 3）光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大， 而与入射光强度无关。 4）光电流强度与入射光的强度成正比．
光的波动理论在解释光电 效应时遇到了巨大的困难。后 来，爱因斯坦在普朗克量子化 理论的启发下，提出了光子学 说．
普朗克能量子假说
普朗克能量子假说
普朗克能量子假说是由阿尔伯特·普朗克提出的一种物理假说，它解释了许多物理现象，包括原子的行为和物质的性质。
根据普朗克能量子假说，物质可以看作是由许多很小的粒子构成的，这些粒子称为能量和质量的基本单位，称为普朗克粒子。
普朗克粒子包括电子、质子和中子，这些粒子在原子核内以及原子核周围移动。
根据普朗克能量子假说，物质的性质取决于它的组成，即它由多少个不同类型的普朗克粒子组成。
普朗克能量子假说是现代物理学的基础之一，并且为解释许多物理现象提供了重要的理论框架。
普朗克能量子假说提供了一种解释原子内部结构和行为的理论框架。
例如，根据普朗克能量子假说，电子在原子内部按照一定的能级分布，电子能级越高，电子越远离原子核。
普朗克能量子假说还解释了原子的光谱，即原子在受到光的作用时会发出的光谱线。
根据普朗克能量子假说，当电子在不同能级之间跃迁时，会发出或吸收特定波长的光。
普朗克能量子假说还解释了化学反应的本质，即原子之间的组合和分离是通过电子转移来实现的。
此外，普朗克能量子假说还解释了许多其他物理现象，如热力学和统计力学中的现象，以及超导体的特殊性质。
普朗克能量子假说还为解释微观世界中的现象奠定了基础，如量子力学和量子计算机。
普朗克量子假说的基本内容
普朗克量子假说的基本内容一、普朗克与量子假说的提出马克斯·普朗克（Max Planck）是二十世纪初最杰出的物理学家之一。
他于1900年提出了量子假说，从根本上改变了物理学的发展轨迹。
在经典物理学中，人们普遍认为能量是连续变化的，而普朗克却提出了与之相反的观点，认为能量是以离散的、量子的形式存在的。
这一假说的提出，标志着量子力学的诞生，对整个物理学领域产生了深远的影响。
二、普朗克量子假说的基本内容1.能量辐射的量子化普朗克认为，能量不是连续地向外辐射，而是以量子的形式向外辐射。
这意味着能量的传递并不是连续的，而是分立的、离散的。
这与经典物理学中能量连续变化的观点形成了鲜明的对比。
2.辐射能量的恒定值在普朗克的假说中，每个量子的大小（或者说能量）是恒定的，不随频率的改变而改变。
这一特性也被称为“辐射能量的量子化”。
这个恒定的能量值标志着能量传递的不连续性，也是量子力学最基本的特点之一。
3.能量子间的无规律跳跃普朗克认为，能量的传递不是连续的，而是以跳跃的方式从一个能级跳到另一个能级。
这种跳跃是无规律的，不能通过连续的过程来实现。
这一观点彻底颠覆了经典物理学中能量连续传递的观念。
4.温度与能量的关系普朗克还发现了温度与能量之间的关系。
他认为物体的温度越高，其内部的能量子越活跃，即物体内部粒子的无规则运动越强烈。
这一观点对于理解热力学的基本原理有着重要的意义。
5.物质波的提出普朗克在提出量子假说的同时，也提出了物质波的概念。
他认为，所有物质都具有一定的波动性，这与经典物理学中的粒子观念形成了对比。
物质波概念的提出，为后来量子力学的发展奠定了基础。
6.能量子概念的拓展普朗克的量子假说不仅适用于光，也适用于其他形式的能量。
随着研究的深入，人们发现所有的能量都以量子的形式存在，包括电子、光子等。
这一概念的拓展，使得量子力学成为研究物质和能量最基本属性的重要工具。
三、对经典物理学的挑战普朗克的量子假说对经典物理学提出了巨大的挑战。
量子物理物理课件.ppt
1927年获诺贝尔奖
例：波长为 2.0A0 的X射线射到碳块上，由于康普顿 散射 ，频率改变 0.04％。求： (1)该光子的散射角 (2) 反冲电子的动能
解：（1）
解出
(2)
0.04%
第 25 章 玻尔的原子量子理论
§25—1 氢原子光谱的实验规律
2、频率跃迁假设：当原子能级 跃迁时，才发射（或吸收）光子,
3、量子化条件：稳态时电子角动量应等于 的整数倍。
)
1,2,
(n
2
L
h
=
p
=
=
h
n
n
L
h
E
E
k
n
-
=
n
其频率为
＋
－
E E3 E2 E1
1913发表‘论原子分子结构’
E1 , E2 , E3 …… En （定态）
2、量子理论的成功：
光子与束缚电子作弹性碰撞时，不改变能量，故 不变 ， 不变。
解释实验现象（ 有 、 ’, ’> ）
光子与自由电子作弹性碰撞时，要传 一 部分能量给 电子
n
=
=
l
c
cT
如何解释实验规律？
n
=
l
c
频率为 的 X射线，是 能量为 = h 的光子流
一、卢瑟福原子模型（原子的有核模型）
严重的问题：
原子的稳定性问题？
原子分立的线状光谱？
)
1
1
(
2
2
n
k
Rc
-
=
n
广义的巴尔末公式
2
2
n
爱因斯坦光量子假说的基本内容
爱因斯坦光量子假说的基本内容一、引言爱因斯坦光量子假说是指物理学家爱因斯坦于1905年提出的关于光的微粒性质的假设。
该假说对于解释光的发射和吸收过程，以及光的粒子性质具有重要意义。
本文将介绍爱因斯坦光量子假说的基本内容。
二、光的粒子性质爱因斯坦提出的光量子假说认为，光以离散的能量粒子形式存在，这些粒子被称为“光量子”或“光子”。
光子的能量由公式E=hf给出，其中h是普朗克常数，f是光的频率。
这意味着光的能量是量子化的，而不是连续的。
三、光的发射和吸收根据爱因斯坦的光量子假说，光的发射和吸收过程可以用光子的概念来解释。
当原子或分子从一个能级跃迁到另一个能级时，会发射或吸收光子。
发射光子时，能级差就等于光子的能量。
而吸收光子时，光子的能量被吸收物体所吸收。
这一观点对于解释电磁辐射和能级跃迁过程具有非常重要的意义。
四、光的波粒二象性光既可以作为波动现象解释，也可以作为粒子现象解释，这是光的波粒二象性。
爱因斯坦的光量子假说揭示了光的粒子性质，补充了电磁波的波动理论。
这一假说对量子力学的发展产生了深远的影响，并为更多微观粒子的波粒二象性研究奠定了基础。
五、光量子假说的应用爱因斯坦的光量子假说在许多领域有广泛的应用。
其中一个重要应用是在激光技术中。
激光是由射出的光子所组成的，光子的特性决定了激光的一些独特性质。
另外，光量子假说也对光电效应的解释提供了重要基础，后来为量子力学的建立做出了重要贡献。
六、总结爱因斯坦光量子假说认为光以离散能量粒子光子的形式存在，且光的发射和吸收过程可以用光子的概念来解释。
这一假说揭示了光的波粒二象性，为量子力学的发展奠定了基础。
光量子假说在激光技术和光电效应等领域有重要应用。
通过对爱因斯坦光量子假说的研究，我们对光的微粒性质有更深入的了解。
能量子假说
能量子假说近千年来，人类致力于探索自然现象的本质，科学家们提出各种假说来描述物质的结构和自然的运行规律。
其中，能量子假说是一种可以描述物质结构以及阐释自然界自然现象的假说，它在物理学领域中被广泛使用，可以说是物理学发展的重要基石。
诞生于20世纪初，能量子假说随着科学技术的发展，不断演进，最终形成了19几年的量子力学理论体系。
能量子假说的核心思想是将物体的性质归纳为“能量子”的实体，能量这一实体具有动能、势能和磁性等多种特性。
它们可以互相作用，从而产生自然界的微观现象。
由于能量的微观作用，物质的性质也会受到其影响，进而构成了自然界的宏观现象。
能量子假说所描述的这种物质结构和运行规律，可以解释许多自然界的现象，例如电、磁力、光等。
由于这种现象在微观世界是可以被精确计算和阐释的，使得研究物质性质也变得更加清晰精准。
例如，科学家可以根据能量子假说中描述的“自由能”和“势能”的规律，精确的计算出原子间的化学反应的可能性，从而更好的理解物质的结构和性质。
同时，能量子假说也为科学家们提供了一种更加全面的物质视角，使得我们可以更好的了解和探索自然界的奥秘。
从能量子假说的角度来看，我们可以观察到从微观尺度到宏观尺度，物质在空间和时间中的变化和耦合关系，甚至可以了解到物质如何参与宇宙结构的演化。
虽然能量子假说是一种量子物理学的理论体系，但它的运用也遥无限延伸到其他学科领域，例如电子、化学、天文、生物、计算机等。
能量子假说的演进更是为我们开拓了一条新的科学之路：基于能量子假说而发明出来的电子设备，不仅改变了现代人的生活方式，而且也可以更好的帮助我们深入研究宇宙的奥秘，实现许多科学上的梦想。
综上所述，能量子假说是一种可以精准描述物质结构以及解释自然现象的假说，它不仅为我们提供了一个全新的观点，去探索自然界的奥秘，而且还作为科学家们的重要研究基础，不仅为科学技术的发展奠定了坚实的基础，也为现今的现代社会提供了更多的便利。
量子物理学的诞生普朗克量子假设 光电效应 爱因斯坦光量子理论
普朗克黑体辐射公式
或 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。
理论曲线 实验曲线
一维谐振子的能 量取分立值
实验值与理论值 符合的很好
例3 音叉尖端的质量为 0.05kg，振动频率为 480Hz， 振幅为1mm。 求尖端振动的量子数。 解 机械振动能量为：
1.组成腔壁的原子、分子可视为带电的一维线性 谐振子，谐振子能够与周围的电磁场交换能量。
2.每个谐振子的能量不是任意的数值, 频率为ν的 谐振子，其能量只能为 hν, 2 hν, …分立值。 h =
6.626×10 –34 J·s ,为普朗克常数。
3.当谐振子从一个能量状态变化到另一个状态时, 辐射和吸收的能量是hν的整数倍:
1.实验原理
T 为真空管， K 为发 射电子的阴极， A 为阳极 ，用一定频率和强度的单 色光照射K时, 金属将释放 出光电子， 若在两极 上加 一定的电压 U , 则回路中 就出现光电流。
量子物理学的诞生普朗 克量子假设 光电效应 爱
因斯坦光量子理论
2020年5月17日星期日
第15章 量子物理基础
15.1 量子物理学的诞生——普朗克量子假设 15.2 光电效应 爱因斯坦光子假说 15.3 康普顿效应及光子理论的解释 15.4 氢原子光谱 玻尔的氢原子理论 15.5 微观粒子的波粒二象性 不确定关系 15.6 波函数 一维定态薛定谔方程 15.7 氢原子的量子力学描述 电子自旋 15.8 原子的电子壳层结构
2、 平衡热辐射
物体可辐射能量也可吸收能量，当辐射和吸收的 能量恰相等时称为热平衡。此时物体温度恒定不变。
3、 描述热辐射的物理量
普朗克光量子假说的基本内容
量子假说普朗克最大贡献是在1900年提出了能量量子化，其主要内容是：黑体是由以不同频率作简谐振动的振子组成的，其中电磁波的吸收和发射不是连续的，而是以一种最小的能量单位ε=hν，为最基本单位而变化着的，理论计算结果才能跟实验事实相符，这样的一份能量ε，叫作能量子。
其中v是辐射电磁波的频率，h=6.62559*10^-34Js，即普朗克常数。
也就是说，振子的每一个可能的状态以及各个可能状态之间的能量差必定是hv的整数倍。
受他的启发，爱因斯坦于1905年提出，在空间传播的光也不是连续的，而是一份一份的，每一份叫一个光量子，简称光子，光子的能量E跟光的频率v成正比，即E=hv。
这个学说以后就叫光量子假说。
光子说还认为每一个光子的能量只决定于光子的频率，例如蓝光的频率比红光高，所以蓝光的光子的能量比红光子的能量大，同样颜色的光，强弱的不同则反映了单位时间内射到单位面积的光子数的多少。
普朗克黑体辐射定律：大约是在1894年，普朗克开始把心力全部放在研究黑体辐射的问题上，他曾经委托过电力公司制造能消耗最少能量，但能产生最多光能的灯泡，这一问题也曾在1859年被基尔霍夫所提出：黑体在热力学平衡下的电磁辐射功率与辐射频率和黑体温度的关系。
帝国物理技术学院（Physikalisch-Technischer Reichsanstalt）对这个问题进行了实验研究，但是经典物理学的瑞利-金斯公式无法解释高频率下的测量结果，但这定律却也创造了日后的紫外灾难，威廉·维恩给出了维恩位移定律，可以正确反映高频率下的结果，但却又无法符合低频率下的结果。
这些定律之所以能发起有一小部分是普朗克的贡献，但大多数的教科书却都没有提到他。
普朗克在1899年就率先提出解决此问题的方法，叫做“基础无序原理”（principle of elementary disorder），并把瑞利-金斯定律和维恩位移定律这两条定律使用一种熵列式进行内插，由此发现了普朗克辐射定律，可以很好地描述测量结果，不久后，人们发现他的这项新理论是没有实验证据的，这也让普朗克他在当时感到稍稍的无奈。
量子力学复习
5、 康普顿效应本质：
ms s 1 2 )
1 2
.决定电子自旋角动量 在外磁场方向的分量：
S
Sz ms .
12、 重要公式:
1 ) 光电效应方程： h E k A 2 ) 康普顿散射： 0 反冲电子动能： h m0 c E k (m m0 ) c
2
1 2
D
I
I
I
o
(C )
U
o
U
( A)
o
2
2
(B )
U
I
光 强 同 ： n1 h 1 n 2 h
2 1 n 2 n1 I s I s .
1
o
1
另外
2
1 Ek
2
Ek Ua
1
2
Ua .
(D)
U
5. 以一定频率的单色光照射到某金属,测出其光电流的曲线如图 中实线所示, 然后保持频率不变，增大光强, 测出其光电流的曲线 如图中的虚线所示. 则满足题意的图是 [ ]
(2) 若入射光的频率都大于一给定金属的红限, 则该金属分别受到 不同频率的光照射时,释出的光电子的最大初动能也不同. (3) 若入射光的频率都大于一给定金属的红限, 则该金属分别受到 不同频率,但强度相等的光照射时, 单位时间释出的光电子数一定 相等.
(4) 若入射光的频率都大于一给定金属的红限, 则当入射光的频率 不变,而强度增大一倍时,该金属的饱和光电流也增大一倍.
普朗克能量子假说
德国物理学家，量子物理 学的开创者和奠基人。 普朗克的伟大成就，就是 创立了量子理论，1900年12月 14日他在德国物理学会上，宣 读了以《关于正常光谱中能量 分布定律的理论》为题的论文， 提出了能量的量子化假设。这 是物理学史上的一次巨大变革。 从此结束了经典物理学一统天 下的局面。劳厄称这一天为 “量子论的诞生日”。
二、爱因斯坦光子论
1、光电效应的实验规律
当光照射到金属表面 时，金属中有电子逸出的 现象叫光电效应。 A
实验装置 K
G
如将K接正极、A接负极， 则光电子离开K后，将受到 电场的阻碍作用。当K、A 之间的反向电势差等于U0时， 从K逸出的动能最大的电子 刚好不能到达A，电路中没 有电流，U0叫遏止电压。
弗兰克-赫兹实验
实验装置 ——证明原子能级的存在
F V G P A 管内充满低压汞蒸汽，电 子从加热的灯丝F发射， + 在加速电压U0作用下电子 被加速，向栅极G运动， 在GP之间加反向电压Ur (0.5V左右)，电子穿过栅 极G到达P，在电路中可 看出电流IP。
300 IP 200 100
+
9.8 4.9
U
Ek max eU0
实验现象
(1)饱和光电流：饱和光电流强度与入射光强度成正比。 I (2)存在截止频率：对某一种金属来说，只有
当入射光的频率大于某一频率n0时，电子才能 从金属表面逸出，电路中才有光电流，这个频 率n0叫做截止频率——红限.
IS
2 1 0
3
(3)线性性：用不同频率的光照射金属K的表 面时，只要入射光的频率大于截止频率，遏 止电势差与入射光频率具有线性关系。
丹麦理论物 理学家，现 代物理学的 创始人之一
普朗克量子假说知识点总结
普朗克量子假说知识点总结普朗克量子假设是指在物理学中提出的一种观点，即在某些条件下，能量不是连续的，而是以一种最小单位进行传递的。
这一理论主要出现在物理学的量子力学领域中。
普朗克量子假说对于揭示微观领域中的物质运动规律有着极其重要的作用。
在这篇文章中，我们将对普朗克量子假说的知识点进行总结。
1. 普朗克常数普朗克量子假说最重要的成果之一就是普朗克常数的引入。
普朗克常数表示了能量与频率之间的关系，它的数值为6.626 x 10^-34 J·s。
这个常数的引入改变了人们对于微观世界的认识，揭示了微观粒子行为与经典物理学规律之间的本质区别。
2. 光的粒子性质在普朗克量子假说提出之前，人们对光的性质一直存在疑惑。
普朗克量子假说通过引入了光子的概念，解释了光的粒子性质。
光子是光的基本单元，它具有能量和动量，可以解释光的波粒二象性，使光和物质的相互作用能够被更好地理解。
3. 质子的能级的离散性根据普朗克的量子假说，质子在原子内的运动是不连续的，只能处于具有特定能级的状态。
这一观点解释了各种原子光谱线的发射和吸收规律，揭示了原子内部结构的非经典性质。
4. 基本粒子的波粒二象性普朗克量子假说将能量视为离散的粒子，而波恰恰是连续的。
这一理论揭示了基本粒子具有波粒二象性，即它们既可以表现为粒子，又可以表现为波。
这一观点对量子力学的发展产生了深远的影响。
5. 量子统计学普朗克量子假说导致了量子力学的诞生。
量子力学是一种用来描述微观粒子行为的理论体系。
它提供了一种全新的观点来解释微观世界的现象，并为开发新的技术和应用提供了理论基础。
总之，普朗克量子假说是现代量子力学理论体系的基础，它对于我们理解微观世界的规律具有极其重要的意义。
通过这一假说，人们对于微观粒子行为的理解得到了革命性的提升，为人类科学技术的发展做出了巨大贡献。
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光量子假说
这意味着粒子的能量只能取特定的一组允许值。 量子化公式e=hv代表热能转换为辐射能的最小单位，即 微观粒子为了产生辐射可以释放的微观动能的最小值。 量子化在好几年里没有受到很多关注，但是它最终横扫 了整个物理学界。 1905年，爱因斯坦在尝试解决光电效应的疑难时对量子 假说做了深入分析，提出光的量子假说： 辐射场由具有能量和动量的光量子构成 这个假说完美地解释了 Planck-Einstein关系 光电效应的特性 逸出功 光量子的能量 电子动能
量子假说
量子假说
这50年的沉思，并没有使我更接 近“什么是光量子”这个问题的 解决。今天每个乡巴佬都自以为 知道它的答案，但是他错了。
Einstein，在生命快结束时
2015-1-26
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普朗克假说
普朗克提出的黑体辐射公式与当时最 精确的实验数据符合得很好。 人们意识到，这其中必定蕴藏着一个 尚未被认识的重要的科学原理。 结果发现，只要作如下简单假设，就 能从理论上推导出他找到的黑体辐射 公式(1900年12月14日)：
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光量子论例题：钠的逸出功
钠的逸出功是2.3eV，要在钠的内部打出电子，光的波 长不能大于 Å。 (c = 3×108m/s，h = 6.626×10-34J.s， 1eV = 1.6×10-19J，1 Å=10-10米 ) A) 3800 B) 7600 C) 4500 D) 5400 由逸出功的定义得，要打出 电子，光子的能量必须满足 由此得到光子的波长必须满足
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利用动量守恒方程
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康普顿散射的预言
剩下的非平方项构成如下方程
整理两边之后得到
电子的康普顿波长 实验结果与理论预言完全一致，是对光量子概念的一个 直接而强有力的支持； 这个实验还证实，普朗克—爱因斯坦关系在定量上是正 确的； 并且最终证明能量动量守恒定律适用于任何物理过程。
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光的波粒二象性的证据
这就带来了一个问题：辐射到底是波还是粒子？光量子 理论的成功是否会使科学家最终摈弃波动学说呢？ 结果表明，自然界并不让我们摈弃波动理论。干涉图样 就是光波的直接证据。 于是我们有了两个互不相容的电磁理论：干涉实验要求 用波动理论解释，而光电效应则要求光的粒子理论。 辐射能够同时既是波又是粒子，这是难以想象的。(请 试着想一想) 光具有波粒二象性，证据来 自极微弱光强下的多时间段 曝光照相。 由此可以推断：光波产生的图样来自大量的光子。 不过，这仅仅是在目前的知识水平上的理解。
2015型
最终验证光量子假说的实验叫做康普顿散射。 1912年，Sadler 和 Meshan 发现，x-射线被轻原子量的 物质散射后，波长变长了； 1923年，康普顿指出，这个现象是当x-射线光子与核外 电子碰撞时，部分能量被电子带走所引起的。 假设在碰撞前电子的速度很小，可以被当作是静止的； 另一方面，轻原子的原子核对核外电子的束缚比较弱， 电子可以被看作自由电子。 假定在碰撞过程中系统的总能量 和动量守恒 由能量守恒方程得出 利用电子的能量—动量关系 方程两边的三个平方项全部相消
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光量子假说的意义
在1905年，科学家对量子化并不适应。没有人知道，这 是向不能纳入经典物理学框架的未知世界迈出的第一步! 光量子论首次表明有可能用量子假说解决经典物理学的 其它困难。
爱因斯坦的独创性、智力上的勇气、 物理洞察力和对简洁解释的追求赢得 了胜利。 由于对理论物理的贡献，特别是阐明 了光电效应定律，爱因斯坦被授予 1921年度的诺贝尔物理学奖。
这50年的沉思，并没有使我更接近 “什么是光量子”这个问题的解决。 今天每个乡巴佬都自以为知道它的 答案，但是他错了。
Einstein，在生命快结束时
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光量子论例题：钠的光电效应
波长等于5400Å 的光照射到钠的表面时开始发射电子。 如果一束光照射到钠的表面，出射电子具有 1.2eV 的动 能，这束光的波长等于 Å。 (c = 3×108m/s，h = 6.626×10-34J.s， 1eV = 1.6×10-19J，1 Å=10-10米 ) A)1350 B)5350 C)6350 D)3550
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什么是光量子
不管怎样理解，都可以这样认为，光是粒子性与波动性 的统一体，在不同的条件下表现出不同的特性。 在光的双缝实验中，是什么原因使随机地撞击屏幕的单 个光子能够避开干涉图样中未来的暗区而优先打在未来 的亮纹上呢？ 虽然对这个问题的探讨持续了几十年，但是，科学最终 还是不知道它的答案。