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《量子力學(xué)導(dǎo)論Cha》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、量子力學(xué)導(dǎo)論安徽大學(xué)物理與材料科學(xué)學(xué)院李廣Email：liguang1971@ahu.edu.cnmgli_mj@hotmail.comTel:136155135012012年2月如何學(xué)習(xí)量子力學(xué)認(rèn)真聽課勤于閱讀勤于思考勤于練習(xí)參考書：1、曾謹(jǐn)言，《量子力學(xué)》（第四版）卷1，科學(xué)出版社2、錢伯初、曾謹(jǐn)言，《量子力學(xué)習(xí)題精選與剖析》（第二版）上冊，科學(xué)出版社3、喀興林，《高等量子力學(xué)》（第二版），高等教育出版社量子力學(xué):奇怪的世界?!1D散射后退?前進(jìn)?量子力學(xué):死還是活?糾纏疊加+死+活NowSchrodinger’scatisbiggerandbigger---Quant
2、umInformation疊加:
3、死>+
4、活>劇毒第一章量子力學(xué)的誕生經(jīng)典物理學(xué)的大廈牛頓力學(xué)麥克斯韋電磁學(xué)方程組熱力學(xué)方程、玻爾茲曼統(tǒng)計規(guī)律……籠罩著經(jīng)典物理學(xué)大廈上朵朵烏云黑體輻射問題原子穩(wěn)定性問題光電效應(yīng)問題固體比熱容問題：CV<3R；T?0K，CV?0……高速物體、微觀世界豐富多彩的現(xiàn)象經(jīng)典物理學(xué)無能為力！導(dǎo)致Einstein相對論力學(xué)和量子力學(xué)的誕生?現(xiàn)代物理學(xué)的基石§1.1黑體輻射與Planck光量子假說1、經(jīng)典黑體輻射能量密度與頻率的關(guān)系（1）低頻段（長波段）Rayleigh-Jeans(瑞利－金斯)公式（2）高頻段（短波段）Wien（維恩）半經(jīng)驗公式紫外災(zāi)難
5、2、Planck(普朗克)黑體輻射能量密度與頻率的關(guān)系“猜出”如下公式與實驗數(shù)據(jù)吻合的非常好，其中必有奧秘（高頻區(qū)）（低頻區(qū)）Planck光量子假說物體吸收或發(fā)射電磁輻射，只能以“量子”一份一份地不連續(xù)的方式進(jìn)行引入Planck普適常數(shù)h，每份電磁輻射能量寫為?＝h?§1.2光電效應(yīng)與Einstein光量子假說1、光電效應(yīng)現(xiàn)象：光照射到金屬表面，當(dāng)入射光的頻率足夠大后，電子能從金屬表面逸出，形成光電流。特點：入射光頻率必須大于一個閾值，才有電子逸出；達(dá)到閾值后，光電流與光強(qiáng)成正比；光電子（逸出的電子）動能只與入射光頻率有關(guān)，與光強(qiáng)無關(guān)。2、Einstein光量子假說輻射場由
6、光量子組成非常漂亮地解釋了光電效應(yīng)，被授予Nobel物理學(xué)獎§1.3原子結(jié)構(gòu)與N.Bohr量子論1、?粒子大角散射實驗1911年E.Rutherford（盧瑟福）的?粒子大角散射實驗揭示原子有“核心”，尺寸在10-12～10-14cm，集中原子正電荷的全部質(zhì)量?原子“行星”模型??>>90?，大角散射原子“行星”模型§1.3原子結(jié)構(gòu)與N.Bohr量子論2、原子的尺寸和原子的穩(wěn)定性尺寸19世紀(jì)的統(tǒng)計物理學(xué)定出原子的大小～10-8cm經(jīng)典物理學(xué)框架Rutherford模型穩(wěn)定性電子作加速運動?輻射電磁波?電子動能下降?軌道半徑減小?落入原子核?原子不復(fù)存在但事實上，原子非常穩(wěn)定
7、、長壽命卻無法給出原子的特征尺度V?a?0，輻射電磁波h?§1.3原子結(jié)構(gòu)與N.Bohr量子論3、N.Bohr（玻爾）的原子量子論依據(jù)作用量子h和量綱分析得出原子特征尺度Bohr半徑給出原子光譜與原子結(jié)構(gòu)的本質(zhì)聯(lián)系1）原子定態(tài)（stationarystate）和分立能級2）定態(tài)間的量子躍遷及頻率條件§1.3原子結(jié)構(gòu)與N.Bohr量子論3、N.Bohr的原子量子論對應(yīng)原理（correspondenceprinciple）大量子數(shù)極限下，量子體系的行為趨于與經(jīng)典體系相同，導(dǎo)出氫原子的能級公式波數(shù)的定義§1.3原子結(jié)構(gòu)與N.Bohr量子論3、N.Bohr的原子量子論角動量量子化條
8、件作圓軌道運動的粒子的角動量J只能是?的整數(shù)倍A.Summerfeld（索末菲）加以推廣處理多自由度體系（pk,qk）一對共軛的正則坐標(biāo)和正則動量4、早期(舊)量子論的局限性Bohr的量子論打開了認(rèn)識原子的大門，取得了很大的成功。但也存在一些問題：譜線的相對強(qiáng)度如何確定非周期性或非束縛態(tài)運動，如散射，如何處理能量量子化的物理本質(zhì)是什么……§1.3原子結(jié)構(gòu)與N.Bohr量子論光具有波粒二重性L.deBroglie(德布羅意)認(rèn)為動能為E，動量為p實物粒子（靜止質(zhì)量m?0）具有波動和粒子的二重性特性?物質(zhì)波§1.4deBroglie物質(zhì)波假說從形式上看，物質(zhì)波公式似乎是光波二重
9、性公式簡單數(shù)學(xué)的變化，但物理意義深刻從物質(zhì)波加上駐波條件出發(fā)立刻可以求得角動量量子化條件定態(tài)(stationarystate)?駐波(stationarywave)§1.4deBroglie物質(zhì)波假說從駐波條件可以得到角動量量子化條件！§1.5量子力學(xué)的三種表達(dá)形式Heisenberg(海森堡)矩陣力學(xué)重視可觀測量，可觀察量與算符間一一對應(yīng)研究算符的運動方程算符間的對易關(guān)系滿足矩陣運算法則Schr?dinger(薛定諤)波動力學(xué)重視描述粒子“波粒二重性”運動的波函數(shù)波函數(shù)隨時間的演化滿足一個波動方程Schr?din
