量子物理时代学习教案.ppt
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会计学10.1黑体(hēitǐ)辐射与普朗克的能量子假设10.1黑体辐射(fúshè)与普朗克的能量子假设1900年至1905年间,英国物理学家瑞利和金斯导出了瑞利-金斯公式式中C是常数。结果在短波的紫外区理论与实验严重(yánzhòng)偏离。这在历史上称为“紫外灾难”。10.1黑体(hēitǐ)辐射与普朗克的能量子假设10.1黑体辐射(fúshè)与普朗克的能量子假设10.2光电效应与爱因斯坦的光子(guāngzǐ)理论10.2光电效应(ꞬuānꞬdiànxiàoyìng)与爱因斯坦的光子理论10.2光电效应(ꞬuānꞬdiànxiàoyìng)与爱因斯坦的光子理论10.2光电效应与爱因斯坦的光子(guāngzǐ)理论10.2光电效应与爱因斯坦的光子(guāngzǐ)理论10.2光电效应(ꞬuānꞬdiànxiàoyìng)与爱因斯坦的光子理论10.3光的波粒二象性10.3光的波粒二象性10.3光的波粒二象性10.3光的波粒二象性10.3光的波粒二象性10.4微观世界(wēiguānshìjiè)的奥秘一奇妙(qímiào)的氢原子光谱一奇妙(qímiào)的氢原子光谱一奇妙(qímiào)的氢原子光谱一奇妙(qímiào)的氢原子光谱一奇妙(qímiào)的氢原子光谱一奇妙(qímiào)的氢原子光谱一奇妙(qímiào)的氢原子光谱一奇妙(qímiào)的氢原子光谱二电子的发现(fāxiàn)和原子结构揭秘二电子的发现(fāxiàn)和原子结构揭秘二电子(diànzǐ)的发现和原子结构揭秘二电子的发现(fāxiàn)和原子结构揭秘二电子(diànzǐ)的发现和原子结构揭秘二电子(diànzǐ)的发现和原子结构揭秘二电子(diànzǐ)的发现和原子结构揭秘1912年,丹麦(dānmài)物理学家尼尔斯·玻尔进入卢瑟福的实验室工作。为了解决卢瑟福原子模型的困难,玻尔发展了普朗克能量量子化理论,提出了三个极为重要的假设:(1)定态假设;(2)跃迁假设;(3)角动量量子化假设。给出了核外电子轨道分离的原子模型。(1)定态假设:原子只能够稳定地存在于与分立的能量相应(xiāngyīng)的一系列状态中。原子的能量是量子化的。这些状态称为定态。原子能量的任何变化,都只能在两个定态之间以跃迁的方式进行。二电子(diànzǐ)的发现和原子结构揭秘(3)角动量量子化假设(jiǎshè):做圆周运动的电子的角动量只能是这条假设(jiǎshè)等效于轨道量子化假设(jiǎshè)称为玻尔半径。它是最小的氢原子轨道半径。1914年,德国物理学家J·夫兰克和G·L·赫兹用低速电子碰撞原子的方法(fāngfǎ)证实了原子分立能态的存在。二电子的发现(fāxiàn)和原子结构揭秘二电子(diànzǐ)的发现和原子结构揭秘二电子的发现(fāxiàn)和原子结构揭秘10.5德布罗意波一微观粒子的波粒二象性一微观粒子的波粒二象性一微观粒子的波粒二象性一微观粒子的波粒二象性一微观粒子的波粒二象性二波粒二象性的实验(shíyàn)证明二波粒二象性的实验(shíyàn)证明二波粒二象性的实验(shíyàn)证明二波粒二象性的实验(shíyàn)证明10.6不确定(quèdìng)关系10.6不确定(quèdìng)关系10.6不确定(quèdìng)关系假设核静止,基态电子能量为作为数量级估算,可取(kěqǔ)则表明氢原子最小能量为相应地,氢原子最稳定的半径为这个结果与玻耳给出的结果一致(yīzhì)。这印证了不确定性关系、波粒二象性和玻耳的三个假设是对微观粒子本质属性的描述。当原子处于正常状态时,原子中的电子尽可能地占据未被填充的最低能级,这一结论叫做能量最小原理。10.7玻色子、费米子及其自旋(zìxuán)1925年,瑞士籍奥地利科学家泡利引入与最外壳层的电子有关的“双值量子(liàngzǐ)自由度”,提出了不相容原理:一个原子中不能存在两个或多个等价的电子,即在一种状态下不存在所有量子(liàngzǐ)态都相同的电子。运用这一原理,解决了光谱规律中的许多难题,理解了原子中电子壳层的形成,以及当元素按原子序数递增排列时所观察到的周期律。1925年,美籍荷兰科学家古德斯密特和乌伦贝克提出了电子“自旋”的假设,认为:自旋量子数s≡1/2,相应的电子自旋磁矩顺着磁场方向取向(qǔxiànꞬ),说成逆时针自旋,用↑表示;逆着磁场方向取向(qǔxiànꞬ),说成顺时针自旋,用↓表示。当两个电子处于相同自旋状态时叫做自旋平行,用符号↑↑或↓↓表示。10.7玻色子、费米子及其自旋(zìxuán)10.7玻色子、费米子及其自旋(zìxuán)10.7玻色子、费米