量子力学_史守华_量子力学完整

量子力学、目录、第一章量子力学的诞生第二章波函数和Schrodinger方程式第三章一维稳态问题第四章量子力学中的力学量第五章状态和力学量表示第六章近似方法第七章量子转移第八章自旋和全同粒子附录科学家简述、第一章量子力学的诞生， 1古典物理学的困难2量子论的诞生3物理粒子的波粒二象性、1古典物理学的困难，(1)古典物理学的成功19世纪末，物理学理论主要表现为以下两个方面： (1)应用牛顿方程式讨论了从天体到地面的各种尺度的力学对象的运动，并将其应用于分子运动，气体分子运动论取得了有益的结果。 1897年汤姆森发现电子，表明电子行为与牛顿粒子相似。 (2)光的波动性在1803年通过杨的衍射实验得到了强烈的证明，麦克斯韦在1864年发现的光与电磁现象的联系将光的波动性奠定在更加牢固的基础上。(二)古典物理学的困难，这些信念，进入20世纪后受到了冲击。 古典理论在阐述一些新的实验结果方面遇到了重大困难。 (1)黑体辐射问题(2)光电效应(3)氢原子光谱，黑体：能够吸收其上所有辐射的物体称为绝对黑体，简称黑体。 黑体辐射：来自这种空洞小孔的辐射称为黑体辐射。 根据实验，辐射热平衡状态：处于某个温度t下的空洞壁中，当每单位面积放出的辐射能量与其吸收的辐射能量相等时，辐射达到热平衡状态。 热平衡时，空腔辐射的能量密度与辐射波长的分布曲线及其形状和位置仅与黑体的绝对温度t有关，与黑体的形状和材料无关。，1.Wien式在短波部分与实验一致，在长波部分明显不一致。 由热力学加上特殊假设，得到了分布式：(2)光电效应，光照射到金属上，有电子从金属中逃逸的现象。 这种电子叫做光电子。 实验发现光电效应有两个特征：1.临界频率v0仅在光的频率大于某一恒定值v0时才发射光电子。 当光的频率小于该值时，无论光的强度如何，照射时间长都不会产生电子。 光的这个频率v0称为临界频率。 2 .电子的能量只与光的频率有关，与光的强度无关，光的强度只决定电子的数量。 光电效应的这些规律不能用经典理论来解释。 根据光的电磁理论，光的能量与频率无关，只取决于光的强度。(3)原子光谱、原子结构、氢原子光谱有很多个别光谱，这是很早以前就被发现的。 1885年瑞士巴尔默发现紫外光附近的线系，得到氢原子光谱的经验式，这就是着名的巴尔默式。 之后发现了一系列的线系，它们可以用下式表示：人们自然会提出以下三个问题：1 .原子线状光谱产生的机制是什么？ 2 .光谱线的频率为什么有这么简单的规律？ 3 .可以在光谱线形式中将整数表示为参数这一事实说明任何发光机制都可以描述原子的状态，包括整数值。 从前，希腊人有用整数来表示自然之美的思想。 例如，演奏美妙音乐的弦长必须是波长的整数倍。 这些问题，古典物理学是无法解释的。 首先，古典物理学不能建立稳定的原子模型。 根据经典的电动力学，由于电子绕原子核运动是加速运动，因此不断放射性释放能量，电子能量越来越小，因此绕原子核运动的电子不久就会大量失去能量而落入原子核中，原子“崩溃”，但现实世界显示原子是稳定存在的此外，有些实验现象用古典理论很难解释，因此在此不作说明。 也就是说，新实验现象的发现揭示了古典理论的局限性，使人们寻求新的物理概念，确立了新的理论，量子力学产生于这场物理危机之中。2量子论的诞生、(1)planck黑体辐射法则(2)光量子的概念和光电效应理论(4)极性(Bohr )的量子论、(3)康普顿散射光的粒子性的进一步实验、(2) 2量子论的诞生、(1)planck黑体辐射法则(2)光量子的概念和光电效应理论(4)极性(Bohr ) 量子论(Compton散射光的粒子性质的进一步证明，(Planck黑体辐射定律)产生了什么机制被空腔原子观察到的黑体辐射能量分布，这个问题的研究导致了量子物理学的产生。 1900年12月14日Planck提出，如果腔内黑体辐射与腔壁原子平衡，辐射的能量分布和腔壁原子的能量分布应该相对应。 作为辐射原子的模型，假设Planck被称为Planck辐射定律，(1)原子的性能与谐振器相同，在规定的频率v下振动，(2)黑体不是按照传统的理论要求连续地辐射并吸收辐射能量，而是以E=hv为能量单位的不饱和物质关于、Planck放射法则的3个讨论： (1)v大(短波)时，由于exp(hv/kT)-1exp(hv/kT )，因此Planck的法则化为Wien式。(2)在v小(长波)的情况下，由于exp (HV/kt )-11 (HV/kt )-1=(HV/kt )，所以Planck法则成为Rayleigh-Jeans式。 Planck辐射规律的三个讨论： (1)当v大(短波)时，exp(hv/kT)-1exp(hv/kT )，因此Planck规律化为Wien方程式。(2)在v小(长波)的情况下，由于exp (HV/kt )-11 (HV/kt )-1=(HV/kt )，所以Planck法则成为Rayleigh-Jeans式。 我们认为，(2)光量子的概念和光电效应理论，(1)光子概念(2)光电效应理论(3)光子的动量，(1)光子概念，最初的肯定光具有微粒性的是Einstein，光不仅是电磁波，还是粒子。 根据他的理论，电磁辐射在发射和吸收时不仅表现为能量h的粒子，以这种形式在空间中以光速c传播，这种粒子被称为光量子或光子。 从相对论光的动量和能量关系p=E/C=hv/C=h/提出了光子动量p和辐射波长(=C/v )的关系. 运用、(2)光电效应理论、光子的概念，Einstein成功地解释了光电效应的规律。 当用光照射金属表面时，能量为HV的光子被电子吸收，电子克服一些能量吸收金属表面，另一些光子提供电子远离金属表面时的动能。 关于其能量关系，可以根据上式简单地说明光电效应的两个典型特征：光电效应的两个典型特征的说明，1 .临界频率v 0，2 .光电子动能仅由光子的频率决定，从上式可知，当发射电子的光子的最小能量为光电子V