资源描述：
《第21章量子物理基础》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、第21章量子物理基础重点1.德布罗意关系2.海森堡不确定关系3.一维无限深方势阱中粒子的运动规律4.电子的自旋5.原子中多屯子的组态难点1.一维定态薛定佛方程的应用2.原子中多电子的组态教学基本指标教学课题德布罗意假设，不确定关系教学方法教学重点参考教材波粒二象性，不确定关系杨晓峰许丽萍《物理学》双语教学课的类型教学手段教学难点作业布置授课学时新知识课多媒体不确定关系习题242学时大纲要求了解实物粒子的波粒二象性以及不确定关系;教学基本内容承启：光的波动性和微粒性一§21-1.波粒二性一.光的波粒二象性k=—h=k—波矢几np
2、=—=kh=>p=kh对光：$(05J(15JE=hyp-hk波[反映了光的瞌爲片象性一.德布罗意假设：实物粒子也具波粒二彖性。（25‘）E—hYE、戶和描写粒子波动性的量％斤间也成立〉-一描写粒子性的矢量[p=hk讨论：1.物质波（德布罗意波）：物质波和实物粒子系同一客体，正象“光波”和“光子”，物质波和物质微粒是同一个物质对彖。2・电子具体的选择反射'电子衍射了证实物质波的正确。§21-2不确定关系一、基本概念：经典力学：粒子位置动量能同时具有确定性（15'）量子力学：粒子位置动量不能同时具有确定性二、电子单缝衍射：中央明
3、纹中心与第一暗纹间x向动量：（15'）hr动量不确定量：Apv=-aa,a,勺心=h位置不确定量：心
4、考虑其它暗纹.AprAz>h讨论：1.不确定关系是波粒二彖性的必然结果。（与测量仪器示器无关）2.以h为判断依据，h可忽略=经典力学，起作用=>量了论(05')小结：徳布罗意假设，不确定关系教学基本指标教学课题薛定铐方程课的类型新知识课教学方法讲授教学手段多媒体教学重点波函数，薛定铐方程教学难点薛定铐方程参考教材周志坚“大学物理教程”作业布置习题25双语教学否授课学时2学时大纲要求了解波函数；了解一维定态薛定铐方程的结构特点
5、；教学基本内容承启：物质波的统计解释：个别粒子在何处岀现，具有-•定的偶然性，大量粒子在空间不同位置出现的机率服从一定的统计规律，故知微观粒子在空间的分布具有连续特征的波动性。一（05,）§21-3粒子的波函数薛定谴方程一、预备知识：单色平面波复数表达式（05'）ilK.二、自由粒子的波函数：振幅函数：泌Q二恥八（波函数）（10‘）三、波函数的统计解释（05'）1、儿率密度：p=M=护申匸物质波为几率波，波函数不表示“V中粒子分布儿率：（IW=pdV=0呻某实在物理量在空间的波动，其振幅无实在的物理意义，这是物质波波函数与经典
6、波波窗数的本质区别。2、标准化条件：有限、单值、连续、归一四、薛定谭方程（25'）.•事+学（―0dx~h~讨论：1、方程意义：量子力学中微观粒子运动的基本方程。当粒子在某一时刻所处的状态已知，其后时刻的状态由该方程和相应条件决定。不过状态要用波函数表示。2.方程仅在E取某些特定值（本征值En）,方程才有相应的解屮“.每一个本征函数屮表示粒子的一个可能分布状态，相应能量为En。§21-4一维无限深的势阱一、量子力学中的处理方法（05'）①由粒子所处势场势能形式列出薛定谒方程②山定解条件（边界条件、波函数标准化条件）解方程。二、
7、一维无限深的势阱（30'）0Oa分区分布2sin也龙(0—)aa(05J阱外：（兀<0,xna）・p=0阱内：解方程:樂®=0伙2二学E）女/r①求通解②定特解讨论：1、能量自然量子化2、能级差一h判据小结：薛定铐方程教学基本指标教学课题氢原子，多电子原子课的类型新知识课教学方法讲授教学手段多媒体教学重点四量子数，电子分布教学难点四量子数参考教材杨晓峰许丽萍《物理学》作业布置习题26双语教学否授课学时2学时大纲要求了解四量子数物理意头及相互关系；了解泡利不相容原理和原子壳层结构教学基本内容承启：薛定谭方程
8、一(05，)§21-6电子自旋一、薛定铐方程：电子在核的库仑场中运动：(20，)La2a2aM/—41n主量子数（厂）/角（&）%秩7）心V~rr1rdx2dy2dz2,h屮=%3、&、0）三量子数Vh=—I27T丿解出：m磁（0）电子分布：p-=0屮几率分布（电子云）二、量子化的自然得出:(0)一me1，”一1”)h"=0.1,2,•••’+1)n・2'0/r•A,—,*"—1、能量量子化：rr2、角动量量子化：2龙3、空间量子化:厶g—On,=O,±L±2,…±/)电子角动能在外磁场投影2兀角动量在空间取向不连续一空间
9、量子化三、电子自旋：(15')史一改实验:银原子射线在非均匀磁场中分裂为两束；电子自旋假说：电子自旋产生自旋磁矩和角动量§21-6.多电子原子原子的电子壳层结构一、量子态：四量子数描写(15，)量子数可能值意义主量子数1,2,3…主要决定电子能级（能量电子化）角量子数/0,1
