量子力学基础知识ppt

一个吸收全部入射线的表面称为黑体表面。 一个带小孔的空腔可视为黑体表面。它几乎完全 吸收入射幅射。通过小孔进去的光线碰到内表面 时部分吸收，部分漫反射，反射光线再次被部分 吸收和部分漫反射……，只有很小部分入射光有 机会再从小孔中出来。如图1－1所示
任何一个物体，在任何温度下都要发射电磁 波，这种由于物体中的分子、原子受到热激发而 发射电磁辐射的现象，称为热辐射。另一方面， 物体在任何温度下都会接收外来电磁辐射，除一 部分反射回外界外，其余部分都被物体所吸收， 这就是说，物体在任何时候都同时存在着发射和 吸收电磁辐射的过程。实验表明，不同物体在某 一频率范围内发射和吸收电磁辐射的能力是不同 的，例如，深色物体吸收和发射电磁辐射的能力 比浅色物体要大一些，可以证明对同一个物体来 说，若它的某频率范围内发射电磁辐射的能力越 强，那么，它吸收该频率范围内电磁辐射的能力 也越强；反之亦然。
1858 - 1947
普朗克
1858年4月23日出生于德国基尔。1874—
1879年先后在慕尼黑大学、柏林大学就读，并
获得博士学位。1880—1926年先后在慕尼黑大
学、基尔大学、柏林大学任教，1926年被选为
英国皇家学会会员，1947年10月逝世于哥廷根。
主要成就：1900年提出量子假说，为了解释
十九世纪末，经典物理学已经形成一个相当 完善的体系，机械力学方面建立了牛顿三大定律， 热力学方面有吉布斯理论，电磁学方面用麦克斯 韦方程统一解释电、磁、光等现象，而统计方面 有玻兹曼的统计力学。当时物理学家很自豪地说， 物理学的问题基本解决了，一般的物理都可以从 以上某一学说获得解释。唯独有几个物理实验还 没找到解释的途径，而恰恰是这几个实验为我们 打开了一扇通向微观世界的大门。
量子力学基础知识
第一章 量子力学基础知识
1 . 微观粒子的运动特征 2 . 量子力学基本假设 3 . 角动量本征方程及其解 4 . 势箱中自由粒子的薛定谔
方程及其解
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十九世纪末的物理学
以上现象不能用经典理论来解释，后来，1900年 Plank提出的能量量子化公式:
其计算得到的Eν值与实验观察到的黑体辐射非常吻 合。由此可见，黑体辐射频率为v的能量，其数值是不连 续的，只能是hν的整数倍，即能量量子化。
h=6.626×10-34 J·s
Plank
普朗克
The Nobel Prize in Physics 1918
黑体辐射现象，他提出粒子能量永远是 hv
的整数倍，E=n hν ，其中ν是辐射频率，h
1918年获诺贝尔 物理奖 普朗克
为新的物理常数，后人称为普朗克常数，这一 创造性的工作使他成为量子理论的奠基者，在 物理学发展史上具有划时代的意义。他第一次 提出辐射能量的不连续性，著名科学家爱因斯
M.(Mar Karl Ernst 坦接受并补充了这一理论，以此发展自己的相
Ludwig Planck 对论，波尔也曾用这一理论解释原子结构。
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(1858—1947) 量子假说使普朗克获得1918年诺贝尔物理奖。
普朗克，M.（Max Planck 1858～1947）
一、生平简介 普朗克，M.（Max Planck 1858～1947）近代伟大的德国物理
学家，量子论的奠基人。1858年4月23日生于基尔。1867年，其 父民法学教授J.W.von普朗克应慕尼黑大学的聘请任教，从而举家 迁往慕尼黑。普朗克在慕尼黑度过了少年时期，1874年入慕尼黑 大学。1877～1878年间，去柏林大学听过数学家K.外尔斯特拉斯 和物理学家H.von亥姆霍兹和G.R.基尔霍夫的讲课。普朗克晚年回 忆这段经历时说，这两位物理学家的人品和治学态度对他有深刻 影响，但他们的讲课却不能吸引他。在柏林期间，普朗克认真自 学了R.克劳修斯的主要著作《力学的热理论》，使他立志去寻找 象热力学定律那样具有普遍性的规律。1879年普朗克在慕尼黑大 学得博士学位后，先后在慕尼黑大学和基尔大学任教。1888年基 尔霍夫逝世后，柏林大学任命他为基尔霍夫的继任人（先任副教 授，1892年后任教授）和理论物理学研究所主任。1900年，他在 黑体辐射研究中引入能量量子。由于这一发现对物理学的发展作 出的贡献，他获得1918年诺贝尔物理学奖。
"for their theories, developed independently, concerning the course of chemical reactions"
Max Karl Ernst Ludwig Planck
Germany Berlin University Berlin, Germany
图1－2表示 在四个不同的 温度下，黑体 单位面积单位 波长间隔上发 射的功率曲线。 十九世纪末， 科学家们对黑 体辐射实验进 行了仔细测量， 发现辐射强度 对腔壁温度 T 的依赖关系。
是理想的吸收体，也是理想的发射体。当把几种物体 加热到同一温度，黑体放出的能量最多。由图中不同温度 的曲线可见，随温度增加，Eν增大，且其极大值向高频移 动。
第一节.微观粒子的运动特征
电子、原子、分子和光子等微观粒子，具有波粒二象 性的运动特征。这一特征体现在以下的现象中，而这些现 象均不能用经典理论来解释，由此人们提出了量子力学理 论，这一理论就是本课程的一个重要的基础。
1.1.1
黑体是一种能全部吸收照射到它上面的各种波长辐射的 物体。带有一微孔的空心金属球，非常接近于黑体，进 入金属球小孔的辐射，经过多次吸收、反射、使射入的 辐射实际上全部被吸收。当空腔受热时，空腔壁会发出 辐射，极小部分通过小孔逸出。
黑体
一般来说，入射到物体上的电磁辐射，并不能 全部被物体所吸收，物体吸收电磁辐射的能力随 物体而异，通常人们认为最黑的煤烟，也只能吸 收入射电磁辐射的95%，我们设想有一种物体， 它能吸收一切外来的电磁辐射，这种物体称之为 黑体（也称绝对黑体）。黑体只是一种理想模型， 设想在一个由任意材料（钢、铜、陶瓷或其他） 做成的空腔壁上开一个小孔（下图），小孔口表 面就可近似地当作黑体，这是因为射入小孔的电 磁辐射，要被腔壁多次反射，每反射一次，腔壁 就要吸收一部分电磁能，以致射入小孔的电磁辐 射很少有可能从小孔逃逸出来。