从经典力学到量子力学 经典理论 Newton's Law Maxwell's Eq. 黑体辐射 旧量子论 新量子论 光电效应 能量量子 康普顿散射 微观粒子量子化 光的量子化 氢原子光谱 波尔理论 波的粒子性 粒子的波动性 物质波 s=hv 电子散射 波粒二象性 p=h/A 不确定原理 量子力学 6 X.J.WU@USTC
从经典力学到量子力学 Newton’s Law Maxwell’s Eq. 经典理论 能量量子 光的量子化 旧量子论 微观粒子量子化 新量子论 波的粒子性 粒子的波动性 量子力学 黑体辐射 光电效应 康普顿散射 氢原子光谱 波尔理论 物质波 = h 电子散射 波粒二象性 p = h / 不确定原理 6 X. J. WU @ USTC
物质波的统计规律-M.Born1926 对应于空间的一个状态，就有一个 伴随这状态的德布罗依波的几率。 若与电子对应的波函数在空间某点 为零，这就意味着在这点发现电子 的几率小到零。 波恩 量子力学： 波动性 可叠加性，不需要物理量在空间的分布 电子的波动性控制电子在不同区域出现的几率！ X.J.WU USTC
物质波的统计规律 - M. Born 1926 对应于空间的一个状态，就有一个 伴随这状态的德布罗依波的几率。 若与电子对应的波函数在空间某点 为零，这就意味着在这点发现电子 的几率小到零。 ——波恩 量子力学： 波动性 可叠加性，不需要物理量在空间的分布 电子的波动性 控制 电子在不同区域出现的几率！ 7 X. J. WU @ USTC
旧量子论：波尔原子结构模型（1913年) Bohr's Theory:Quantization Energy of H Atom(1913) Assumption:There are certain allowed orbits for which electron has a fixed energy.The electron loses energy only when it jumps between the allowed orbits and the atoms emits this energy as light of a given wave length. 。定态规则：电子运动于一组稳定的圆周轨道 (定态)，原子在定态中不发射也不吸 n=3 收电磁辐射能。其角动量满足如下的量子化 n=2 条件：L=nlh/(2m)=nh n=1 ◆ △E=hv ●频率条件：电子从一个定态轨道跃 +Ze 迁到另外一个轨道时，会以电磁波的形 式放出（或吸收)能量v=|Em-En| 8 X.J.WU@USTC
—— Bohr’s Theory: Quantization Energy of H Atom (1913) ⚫ 定态规则：电子运动于一组稳定的圆周轨道 （定态），原子在定态中不发射也不吸 收电磁辐射能。其角动量满足如下的量子化 条件: L = nh/ (2π) = nћ ⚫ 频率条件：电子从一个定态轨道跃 迁到另外一个轨道时，会以电磁波的形 式放出（或吸收）能量 hv = | Em – En | Assumption: There are certain allowed orbits for which electron has a fixed energy. The electron loses energy only when it jumps between the allowed orbits and the atoms emits this energy as light of a given wave length. 旧量子论：波尔原子结构模型（1913年） 8 X. J. WU @ USTC
波粒二象性 束缚态电子：定态→驻波 de BroglieSchrodinger: 微观粒子的定态与驻波对应 入=2l/%,n=1,2,3. 氢原子的圆形电子轨道的驻波条件： 轨道周长=波长整数倍 )h/p 2元a=n入=nh/p wavelength 角动量 radius L=ap=nh/(2m)=nh X.J.WU@USTC
de Broglie和Schrodinger： 微观粒子的定态与驻波对应 氢原子的圆形电子轨道的驻波条件： 轨道周长=波长整数倍 λ = h / p 2 π a = n λ = n h / p L = a p = n h / (2π) = n ћ 角动量 λ = 2l / n, n = 1, 2, 3. l 波粒二象性 束缚态电子：定态→驻波 9 X. J. WU @ USTC
A.Piccard,E.Henriot,P.Ehrenfest,Ed.Herzen,Th.De Donder, E.Schroinger,E.Verschaffelt,W.Pauli,W.Heisenberg, R.H.Fowler,L.Brillouin 1932 9335 P.Debye,M.Knudsen,W.L.Bragg,H.A.Kramers,P.A.M.Dirac, A.H.Compton,L.de Broglie,M.Born,N.Bohr, 1929 1954192 1918 924 Langmuir,M.Planck,M.Curie,H.A.Lorentz,A.Einstein, P.Langevin,Ch.E.Guye,C.T.R.Wilson,O.W.Richardson 、,10 X.J.WU @USTC Photograph by Benjamin Couprie,Institut International de Physique Solvay,Brussels,Belgium
1918 1921 1929 1922 1932 1933 1933 1954 10 X. J. WU @ USTC