大等物理 日 QUANTUM PHYSICS
QUANTUM PHYSICS
前言 十九世纪末,经典物理(力学、电动力学、光学热 力学和统计物理)已相当成熟,对物理现象本质的认识 似乎已经完成。但在喜悦的气氛中,当研究的触角进 入了10-10~1015m的“微观粒子”尺度时,一系列实 验发现(如后边将提到的黑体辐射、光电效应、康普 顿散射、原子的线状光谱等实验)都是无法用经典物 理学解释的。这迫使人们跳出传统的物理学框架,去 寻找新的解决途径,从而导致了量子理论的诞生。 量子概念是1900年普朗克首先提出的,其间,经 过爱因斯坦,玻尔,德布罗意,薛定谔等…努力,20 世纪30年代,建立了量子力学,这是关于微观世界的 理论。和相对论一起,已成为现代物理学的理论基础
前 言 量子概念是1900 年普朗克首先提出的，其间，经 过爱因斯坦，玻尔，德布罗意, 薛定谔等... 努力，20 世纪30年代，建立了量子力学，这是关于微观世界的 理论。和相对论一起, 已成为现代物理学的理论基础。 十九世纪末，经典物理(力学、电动力学、光学,热 力学和统计物理)已相当成熟，对物理现象本质的认识 似乎已经完成。但在喜悦的气氛中，当研究的触角进 入了 10-10~10-15 m的“微观粒子”尺度时，一系列实 验发现（如后边将提到的黑体辐射、光电效应、康普 顿散射、原子的线状光谱等实验）都是无法用经典物 理学解释的。这迫使人们跳出传统的物理学框架，去 寻找新的解决途径，从而导致了量子理论的诞生
第一章波粒二象性 (Wave-Particle Duality §11光的波粒二象性 s12粒子的波动性 s13概率波与概率幅 s1.4不确定关系
第一章 波粒二象性 (Wave-Particle Duality ) §1.1 光的波粒二象性 §1.2 粒子的波动性 §1.3 概率波与概率幅 §1.4 不确定关系
§1光的波粒二象性 Light Wave-Particle Duality 、经典物理学的困难 (一)、黑体辐射 由经典理论导出的维恩公式和瑞利一金斯 公式均不能完全解释黑体辐射的实验结果。黑体模型 瑞利-金斯公式 实验曲线 经典电磁学 和能量均分 经典热力学3 和麦氏分布 维恩公式 2 v(1014Hz) 绝对黑体辐射出射度M(T)-y曲线
§1.1光的波粒二象性 （ Light Wave-Particle Duality ） 一、经典物理学的困难 由经典理论导出的维恩公式和瑞利—金斯 公式均不能完全解释黑体辐射的实验结果。 (一)、黑体辐射 经典热力学 和麦氏分布 维恩公式 经典电磁学 和能量均分 瑞利-金斯公式 0 1 2 3 5 4 3 2 1 ν (1014 Hz) Mν (10 -9 W/m 2·Hz) 黑体模型 实验曲线 绝对黑体辐射出射度 M (T) − 曲线
(二)、光电效应 光电管英窗 GD 1、光电效应:光照到金属表面时 电子从金属表面逸出的现象。 阴极 阳极 光电效应的实验装置如图 2、光电效应的实验规律 (1)、光电流与入射光强度(y一定) 的关系 饱和光电流和入射光强度/成正比。 (2)、光电子的初动能和入射光频 率之间的关系 m2 截止电压:使光电流为零的反向电压Zm > el U 0
1、光电效应：光照到金属表面时， 电子从金属表面逸出的现象。 光电效应的实验装置如图： (二)、光电效应 2、光电效应的实验规律 (1)、光电流与入射光强度(一定) 的关系 饱和光电流im和入射光强度I成正比。 -Uc U I1 I2 0 I2>I1 m1 i m2 i (2)、光电子的初动能和入射光频 i 率之间的关系 截止电压:使光电流为零的反向电压 m c mv = eU 2 2 1 V G GD K A 光电管 阴极 石英窗 阳极