量子力学绪论

量子力学，李加华量子力学讲义，教材：周世勋量子力学教程高等教育出版社主要参考书：王德信量子力学 2000科学出版社曾金燕量子力学卷一2000科学出版社，前言，量子力学研究微观物体运动规律挥发性粒子(波粒二象性)介观，宏观量子效应：超导，超电流，其用途：(全部？)现代科学技术的理论基础，自然科学的支柱：物理、化学、光学、生物学，现代技术基础：晶体管、集成电路、计算机、核能(原子弹、氢弹和核电站)、激光技术、超导技术、纳米技术、级别或范围微观“基本”粒子、原子核、原子、分子、凝聚物质、中子星、黑洞、宇宙生成和演化，以及很少或根本不了解微观和高速、原子内和宇宙观！观测尺度和观测工具，宇宙学( 107米)，宏观(米)，介观(10-9米)，微观(10-9米，1026-1027米， 10-15米)，观测工具，量子力学、相对论、原子、分子、凝聚物质、原子核、量子场论、天体、宇宙起源、激光、光纤、晶体管、集成电路、核能、放射性、规范场、标准模型、超导性、统一性、信息、能量、光、电磁场、超(对称)弦？量子引力？量子物理学是现代科学的两大支柱，它的发展潜力巨大。量子物理学：现代技术、原子能、激光、半导体、计算机断层扫描、核磁共振的基础，未来新的高技术的来源，以及量子力学的基础：基于实验并需要通过实验来检验的科学的特征之一：可证伪性。量子理论的发展阶段：1900-1923:旧量子理论1924-1927:量子力学1927-现在：量子电动力学，量子场论，量子信息科学，学习量子力学的困难：(另见下页)-缺乏直觉(一般意义上)(“宏观”人类观察)-难以正确描述一些概念、观点、理论，-从童年到成年的教育和观察是“经典”知识和概念，whennewspapersaid that only tweenunderwood theoryof relativity .我不相信有这样的人.另一方面，我认为可以安全地理解量子力学。-RichardFeynman，任何没有被quantumphysicshasnotunderstodit震惊人-尼尔斯堡，这是量子力学有生存能力测试和有理性的信念.我们知道如何使用和如何应用问题；andsowehaveweldtolivewithefact，THATNOBODYCANUNDERSTANDIT .-默里盖尔曼，我们了解量子力学吗？三位对量子力学或其应用做出巨大贡献并获得诺贝尔物理学奖的科学家，我们如何学习这门课程？现场学习，现场使用，立即认真听课，阅读参考书，思考和做大量练习，实践观点：首先接受的概念和理论，使用，然后思考其正确性，不同阶段的学习：中学-大学小学课程-深入课程的重要特点：延时增长-很难理解课后尽快复习的重要性，做大量练习：索末菲致海森堡“努力实践，只有这样，你才会发现钱学森科学技术工作的基本训练“在理论工作中，我们主要是通过做练习来练习，但是不做练习就不能练习技巧。”经典物理中的辉煌与困难经典力学中牛顿三定律的拉格朗日表达式或哈密顿表达式牛顿万有引力定律包括约束电磁(包括光)麦克斯韦方程位移电流(1864)惠更斯光涨落理论电磁波实验赫兹1887-88热力学和统计物理.困难：无法解释一些实验现象，例如黑体辐射、光电效应、固体比热、原子稳定性及其线性光谱，量子力学是在解决这些困难的过程中逐渐发展起来的核心思想。所有微观物体都具有波粒二象性，第2节光的波粒二象性，光的涨落早已为人所知：惠更斯波理论。光的干涉、衍射和其他现象，黑体辐射物体电磁波的辐射吸收(绝对)黑体所有入射电磁波的吸收黑体辐射研究当辐射与周围物体处于热平衡时电磁波能量根据波长或频率的分布，光粒子性质的典型实验：黑体辐射，光电效应，康普顿效应，瑞利-牛仔裤理论(1900)态密度能量均分定理，维恩公式(经验性公式实验总结，1896)，非经典理论，黑体辐射hPlanck常数量子物理标记物体吸收电磁波一一普朗克能量子假设1900年普朗克公式与实验符合得很好，并获得1917年诺贝尔奖，维恩位移定律，斯特凡-玻尔兹曼公式，从电门到火星探测器，光电效应都与传统量子有关1887年，赫兹发现，当紫外光照射到火花隙的阴极时，放电就更容易了1899年，勒纳德证明了电子(光电子)从红色极限()逃逸出来的瞬时性()光电子与光强度的最大光电子动能成正比，与光强度无关。然而，爱因斯坦(1905)光量子假说：电磁波的辐射、吸收和传播都有粒子爱因斯坦关系，粒子波爱因斯坦方程w功函数，密立根(求反)实验(1914):实验证明了上述公式并测量了h，康普顿效应1923年，康普顿发现x射线被光元素中的电子散射后，波长随着散射角的增加而增加。这种效应表明光具有粒子性质，能量和动量守恒对微观物体也适用。电子的康普顿波长：原子结构，卢瑟福散射，原子光谱物理，然而，线性光谱是从实验中获得的。广义巴尔末公式，里德堡常数：巴尔末公式1885年玻尔诞生，玻尔理论假设稳态跃迁角动量量子化，索末菲延伸，广义巴尔末公式，里德堡常数R=10973731/m，玻尔轨道，玻尔理论氢原子，碱金属原子李，钠，钾，玻尔氢原子理论的主要结果，玻尔半径，氢原子能量，玻尔轨道速度，缺陷：理论基础=复杂原子，光谱强度，原因：波粒二象性，从卢瑟福-玻尔核模型到量子力学，海森堡矩阵力学，例：氢原子在第三激发态可以发射多少条谱线？有多少可见的光谱线？解决方案：第三激发态n=4，6条谱线，拉曼系统3 紫外线，巴尔末系统2 可见光，帕申系统1 红外线，光学发展历史：光：(m=0)，光的粒子理论(几何光学)，光的波动理论(波动光学)，光的量子理论，物理粒子，物理粒子的粒子性质(经典力学)，物理粒子的波动性质，原子量子理论，对称性发展类比类比类比类比类比方法自然在许多方面是明显对称的。他用类比法提出了物质波假说。“整整一个世纪以来，与波动研究方法相比，粒子研究方法在辐射理论中被忽略得太多了。在物理对象理论中，是否发生了相反的错误？是不是因为我们太看重“粒子”的形象而忽略了波的形象？”，德布罗意假说(1924)微观粒子具有波动性，满足德布罗意关系(De布罗意关系)粒子的波动性，第4节粒子的波粒二象性，粒子的粒子性质早就知道粒子的波动性通过以下假说，戴维森杰尔默1927年的电子衍射实验证明了电子的波动性，1927年，唐笑的电子衍射实验再次证明了电子的波动性，随后的实验证明，所有的粒子都有挥发性。微观物体所具有的波粒二象性量子力学正在逐渐发展，“宏观物体只显示粒子性质”。子弹：m=0.01千克，v=300米/秒，=1.225，电子波长：尘埃：m=10-13千克，v=0.01m米/秒，V=100伏，m=9.110-31千克(与x光波长数量级相同)，因为普朗克常数非常小，子弹的波长很小，很难用实验方法测量。它们只显示粒子的性质，而不是没有波动。玻尔氢原子理论中角动量的量子条件是由德布罗意波导出的。解答：在两端固定的弦线上产生驻波的条件是：当反射点没有半波损失时，由弦组成的圆环产生稳定驻波的条件是：从微观粒子的波粒二象性来看，电子围绕原子核的稳定圆周轨道运动相当于电子波在这个圆上形成的稳定驻波。也就是说，只有当电子的物质波在原子核周围形成驻波时，它才能有稳定的结构。必须满足：是电子的德布罗意波长。普朗克：光具有量子性质爱因斯坦：光电效应卢瑟福：原子的核模型玻尔：量子跃迁中的原子光谱德布罗意：物质波索默特概化绝热过程薛定谔波力学海森堡等矩阵力学量子力学薛定谔方程量子力学。量子物理学中第一个“盲人摸象”，海森堡矩阵力学，本章概述1光的波粒二象性：黑体辐射，光电效应，康普顿散射2玻尔氢原子理论：稳态，量子跃迁，频率条件，量子化条件3物理粒子的波粒二象性：爱因斯坦-德布罗意关系，4德布罗意波(物质波)的实验验证，第1章练习1。从黑体辐射公式导出的维恩