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文档简介

1、量子力学的实验基础1课题研究的意义 量子力学的建立是20世纪物理学的最重要的成就之一，她是建立在坚实的实验基础之上的。量子力学对当今的物理学和现代工程技术产生了重要影响，它和相对论一起成为近代物理学的两大支柱。原子物理学，原子核物理学和固体物理学所涉及的微观现象都能在量子力学中获得说明。本文将全面归纳和总结量子力学建立的重要实验基础，这对我们今天从事物理学的人们仍然具有重要的理论意义和现实意义 。2论文的结构和主要内容19世纪经典物理学遇到的困难证实光量子的存在证实原子中量子态的存在证实物质波的实验总结319世纪经典物理学遇到的困难对黑体辐射的探索光电效应的发现原子的稳定性原子的光谱固体与分子

2、的比热问题4 维恩公式(1896) ： 理论解释黑体辐射 经典物理的困难理论假设:气体分子辐射频率只与其速率有关高频段与实验符合很好，低频段明显偏离实验曲线。 瑞利金斯公式 (1900.6)：低频段与实验符合很好，高频段明显偏离实验曲线。当频率很大时会有紫外发散。5 普朗克黑体辐射公式 (1900.10) 半经验公式，由维恩公式和瑞利金斯公式内插得到在全波段与实验曲线惊人地符合！普朗克常量：普朗克黑体辐射公式的物理意义 空腔内的辐射由各种频率的能量子组成物体发射或吸收电磁辐射时，交换能量 的最小单位是“能量 子” = h6 1887年赫兹发现紫外线照射金属表面时有电子溢出。 光电效应 经典物理

3、的困难光电效应的实验规律：饱和光电流正比于 照射光强。截止电压 Uc 与照射光光强无关，与其频率有关。3. 0 光强极弱时也会产生光电流 0 光强再强也不会发生光电效应。4. 光电效应的驰豫时间 t 10-9 s7光量子论对光电效应的解释光电效应 方程一个光子将全部能量交给一个电子，电子克服金属对它的束缚，从金属中逸出。A：逸出功光量子假设解释了光电效应的全部实验规律！1916年密立根测 Plank 常数。8 光阑X 射线管探测器晶体0散射光 , 0 石墨体(散射物质)0康普顿效应192223，康普顿，X射线在石墨上的散射发现有波长改变的部分。X 射线谱仪9证实原子中量子态的存在光谱实验的分析

4、： 主要对氢光谱的分析，及光谱的产生机制研究。里德伯方程： 弗兰克赫兹实验 开始研究元素的激发电位，后来证实原子的第一激发态，说明原子具有一些分立的能量。10证实物质波的实验戴维孙革末实验电子双缝干涉实验光的波粒二象性波长大或障碍物小波动性突出波长小或障碍物大粒子性突出光作为电磁波弥散在空间 连续 光作为粒子定域在在空间 分立11总结 本文以量子力学的建立过程为线索，系统分析和综述了证实光量子存在的实验、证实原子中量子态存在的实验和证实物质波动性的实验。这三类实验的介绍均从实验内容，实验现象，实验的理论推导及实验在量子力学建立过程中的重要意义这四个方面进行阐述。通过该论文的写作，我对量子力学史和整个量子力学体系有了更清晰的认识，深刻的体会到物理实验对物理

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