Ch3 量子力学导论VIP免费

2历史——关键人物•19世纪末20世纪初：电磁理论、量子理论、相对论•人物：维恩（1893）、瑞利-金斯、普朗克（1900）、赫兹、爱因斯坦、德布罗意、康普顿(1923）、玻尔（1913）、海森堡、薛定谔、狄拉克、费曼、施温格、朝永振一郎…N.玻尔、M.玻恩、W.L.布拉格、L.V.德布罗意、A.H.康普顿、M.居里、P.A.M狄喇克、A.爱因斯坦、W.K.海森堡、之万、郞W.泡利、普朗克、薛定谔等第五次索尔维会议与会者合影(1927年)4事件：里程碑•黑体辐射（维恩、普朗克，1911，1918）•光电效应（赫兹、爱因斯坦1905，1921）•玻尔氢原子理论（1913，1922）•康普顿效应（1923，1927）•德布罗意--波粒二象性（1924，1929）•不确定关系（海森堡1927，1932）•波函数——薛定谔方程（1926，1933）•不相容原理（泡利1925，1945）•密度矩阵和量子统计等（朗道1962）•电子自旋、传播子（狄拉克1933、费曼1965等）…§3.1物质的波粒二象性一、光的波粒二象性1672年，牛顿，光的微粒说1678年，惠更斯，光的波动说19世纪末，光是一种电磁波20世纪初，光量子hphE------光的波粒二象性,,EPv德布罗意(LouisVictorduedeBroglie,1892-1960)德布罗意原来学习历史，后来改学理论物理学。他善于用历史的观点，用对比的方法分析问题。1923年，德布罗意试图把粒子性和波动性统一起来。1924年，在博士论文《关于量子理论的研究》中提出德布罗意波,同时提出用电子在晶体上作衍射实验的想法。爱因斯坦觉察到德布罗意物质波思想的重大意义，誉之为“揭开一幅大幕的一角”。法国物理学家，1929年诺贝尔物理学奖获得者，波动力学的创始人，量子力学的奠基人之一。德布罗意波实物粒子的二象性二、德布罗意假设二、德布罗意假设一个质量为m的实物粒子以速率v运动时，即具有以能量E和动量P所描述的粒子性，也具有以频率和波长所所所所所所所。hEhP＝这种波称为德布罗意波，也叫物质波。Ph＝德布罗意公式如速度v=5.0102m/s飞行的子弹，质量为m=10-2Kg，对应的德布罗意波长为：nmmvh25103.1如电子m=9.110-31Kg，速度v=5.0107m/s,对应的德布罗意波长为：nmmvh2104.1太小测不到！X射线波段德布罗意物质波思想起源1.X射线的研究:布拉格认为X射线是粒子劳厄提出X射线是波长极短的电磁波X射线时而像波,时而像粒子的奇特性质引起了许多人的关注,德布罗意认为:波和粒子必定总是结合在一起.2.接受相对论和光量子学说,特别是1923年4月compton效应发现以后,使他对光子概念的认识更加深入、清晰。1923年9月24日，第二篇论文《光量子、衍射和干涉》1923年10月8日第三篇论文《量子、气体运动理论及费马原理》1924年完成了博士论文《量子理论的研究》，11月25日通过答辩，1925年发表在物理杂志上，该论文对他一年来的工作提出了系统的有逻辑性的报告，完整地阐述了他的物质波理论及应用1923年9月10日，发表第一篇关于物质波的论文《辐射—波和量子》提出了实物粒子也具有波粒二象性物质波概念的提出物质波思想的影响：1、具有独创性和非凡的技巧；2、提出用晶体对电子的衍射来验；3、得到了爱因斯坦的高度评价；4、量子力学是物质波思想的直接影响下的一个丰硕成果.电子驻波例题1：从德布罗意波导出氢原子波尔理论中的角动量量子化条件。德布罗意把原子定态与驻波联系起来，即把能量量子化与有限空间驻波的波长和频率联系起来。如电子绕原子一周，驻波应衔接，所以圆周长应等于波长的整数倍。nr2ph再根据德布罗意关系得出角动量量子化条件nrhp2nnhrpL2三、德布罗意假设的实验验证1927年，戴维逊和革末，电子衍射实验，测量了电子波的波长，证实了德布罗意假设。1．实验装置2．实验结果(1)当U不变时，I与的关系如图不同的，I不同；在有的上将出现极值。(2)当不变时，I与U的关系如图当U改变时，I亦变；而且随了U周期性的变化3．实验解释晶体结构：当时加强----布拉格公式。ndsin22)12(sin2nnd波程差：实验证明了电子确实具有波动性，也证明了德布罗意公式的正确性。并进一步证明：一切实物粒子(电子、中子、质子等都具...