PPT Chap1 量子力学基础 最新ppt课件.ppt

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1、第一章：量子力学基础TheFoundationofQuantumMechanics§1.1微观粒子的运动特征经典物理学(ClassicalMechanics)十九世纪末期，经典物理学“完美”的理论牛顿(Newton)→力学麦克斯韦尔(Maxwell)→电磁场理论吉布斯(Gibbs)→热力学玻尔兹曼(Boltzmann)→统计物理学“Themoreimportantfundamentallawsandfactsofphysicalsciencehaveallbeendiscovered,andthesearenowsofirmlyestablishedth

2、atthepossibilityoftheireverbeingsupplantedinconsequenceofnewdiscoveriesisexceedinglyremote....Ourfuturediscoveriesmustbelookedforinthesixthplaceofdecima”Albert.A.Michelson(迈克耳逊)speechatthededicationofRyersonPhysicsLab,U.ofChicago1894“Thereisnothingnewtobediscoveredinphysicsnow.Al

3、lthatremainsismoreandmoreprecisemeasurement”-Kelvin,LordWilliamThomsonAlbertA.MichelsonbecamethefirstAmericantoreceiveaNobelPrizeinphysics,1907...Thebeautyandclearnessofthedynamicaltheory,whichassertsheatandlighttobemodesofmotion,isatpresentobscuredbytwoclouds.Thefirstcameintoexi

4、stencewiththeundulatorytheoryoflight...itinvolvedthequestion'HowcouldtheEarthmovethroughanelasticsolid,suchasessentiallyistheluminiferousether?'ThesecondistheMaxwell-Boltzmanncurrentdoctrineregardingthepartitionofenergy...开尔文勋爵1900年4月27日(inthemeetingoftheRoyalInstitutionofGreatBr

5、itain)宣告物理学的大厦已经建成，以后只需对这座大厦作点小小的修补工作就行了；另一方面他又认为“动力学理论断言热和光都是运动的方式，可是现在，这种理论的优美性和明晰性被两朵乌云遮蔽得黯然失色了”相对论量子论Michelson-Morley实验黑体辐射Kelvin,LordWilliamThomson(1824-1907)①质量恒定，不随速度改变②物体的能量是连续变化③物体有确定的运动轨道④光现象只是一种波动经典物理学的研究范围：质量m>>原子分子速度v<<光速经典物理向高速领域推广物体接近光速时相对论力学AlbertEinstein(1879-1

6、955)经典物理向微观领域推广研究对象向微观发展量子力学观点①观点②③④经典物理学的一些基本观点1.1.1黑体辐射和能量量子化(BlackbodyRadiationandQuantizationofEnergy)19世纪末，炼钢、照明等生产的需要，热辐射研究是一个十分重要的课题，物体的热辐射和温度有着一定的函数关系。1859年，基尔霍夫(Kirchhoff)定义理想模型—绝对黑体黑体：指在任何温度下能够完全吸收外来的辐射而不进行反射和透射的理想物体。基尔霍夫证明：黑体与热辐射达到平衡时，辐射能量密度随频率变化曲线的形状和位置只与黑体的绝对温度有关，

7、而与空腔的形状及组成物质无关。WilhelmWien(1864-1928)1893年，维恩发现黑体辐射的位移律1896年维恩假设黑体辐射是由一些服从Maxwell速率分布的分子发射出来的，得到了辐射能量密度与波长的经验关系式：(维恩1911年获Nobel物理奖)瑞利(1904年Nobel物理奖)和金斯从经典电动力学出发也得到：Rayleigh-Jeans公式在波长较短时和实验符合得很好，但在长波方面有显著偏差波长很大时与实验符合，但在波长较小时完全不适用。“紫外灾难”1900年10月，普朗克(MaxPlanck)新的黑体辐射公式与所有实验数据均相符合，从

8、该公式出发，在长波端可得到Rayleigh-Jeans公式，在短波端得到Wein