量子化学doc资料

1、量子化学电磁波电磁波光光经验规律不能无原则推广经验规律不能无原则推广物质的分割物质的分割1. 微观粒子能否用经典力学来描述？（微观粒子能否用经典力学来描述？（Y/N)2. 如果第一个答案是否定的，那么新的力如果第一个答案是否定的，那么新的力学体系又是什么呢学体系又是什么呢？晴朗的天边漂浮晴朗的天边漂浮的两朵乌云的两朵乌云电磁波电磁波(光波光波)的两个现象不能解释的两个现象不能解释能量量子化能量量子化光的量子化光的量子化实物粒子的量子化实物粒子的量子化旧量子论波的粒子性粒子的波动性新量子论反推！反推！量子力学牛顿力学牛顿力学Maxwell方程方程 电磁波电磁波回顾：研究黑体辐射的引出回顾：研究黑

2、体辐射的引出任何物体都能发光，发热，如何定量描述物体之间的热量传递？热辐射场 靠电磁波传热热平衡条件：放热=吸热（能量）基尔霍夫定律： 辐射本领/吸收本领=常量=辐射照度（单位面积）均匀场寻找物体，吸收本领=1，可通过测量辐射本领，来得到辐射照度（辐射场的特征）u(T, l l） (J/cm2 Hz)1.黑体辐射和能量量子化黑体辐射和能量量子化黑体黑体辐射能量辐射能量vs辐射频率辐射频率常数TmlTcecTE/312,维恩（维恩（Wien）公式）公式瑞利（瑞利（Rauleigh）公式）公式kTcTE328),(紫外灾难紫外灾难1900年普朗克（年普朗克（Planck)假设假设nhE n = 0

3、,1,2, d = dl = )11(8/5KThcehcll1.黑体是由许多振子组成的黑体是由许多振子组成的;2.每个谐振子具有能量一定是某一最小能量单位的整数倍。每个谐振子具有能量一定是某一最小能量单位的整数倍。h= 6.6260810-34 Js2.光电效应和光子学说光电效应和光子学说金属金属石英石英1. 只有当光的频率高于某一定值时，才能从金属表面只有当光的频率高于某一定值时，才能从金属表面打出电子，这一定值叫临阈频率，它只与金属种类有打出电子，这一定值叫临阈频率，它只与金属种类有关。从表面逸出的光电子的动能和辐射频率有关，而关。从表面逸出的光电子的动能和辐射频率有关，而和光强无关。电

4、子动能随着光频率的增加而增加。和光强无关。电子动能随着光频率的增加而增加。勒纳德（勒纳德（P P，LennardLennard，19051905年诺贝尔物理奖）发现年诺贝尔物理奖）发现光电效应：光电效应：2. 光电子的数目只和光强有关，而与光的频率无关。光电子的数目只和光强有关，而与光的频率无关。经典物理学观点经典物理学观点：光的频率仅仅决定了光的颜色，：光的频率仅仅决定了光的颜色，而光的能量则是由光的强度（振幅）决定的而光的能量则是由光的强度（振幅）决定的爱因斯坦的光子学说爱因斯坦的光子学说1. 光是一束由光子组成的光子光是一束由光子组成的光子流。光子有能量和动量。流。光子有能量和动量。hl

5、/hp 2. 光子与其他粒子相互作用时光子与其他粒子相互作用时满足能量守恒定律和动量守恒定满足能量守恒定律和动量守恒定律。律。3. 光的强度取决于光子的密度光的强度取决于光子的密度爱因斯坦光子学说对光电效应的解释爱因斯坦光子学说对光电效应的解释 电子动能电子动能K = 光子能量光子能量E - 表面逸出能表面逸出能W爱因斯坦光子学说：爱因斯坦光子学说： =h ; P=mc=h /c=h/l lhvme221康普顿（康普顿（ComptonCompton，19271927年诺贝年诺贝尔物理奖）尔物理奖）吴有训实验吴有训实验证实了光子和电子碰撞时遵循证实了光子和电子碰撞时遵循能量和动量守恒定律能量和动

6、量守恒定律3 3 原子光谱原子光谱实验结果：实验结果：1112221nnRHln2 n1+1RH= 1.09677576107 m-1离散谱 ！问题：电子为什么不会落到原子核上？问题：电子为什么不会落到原子核上？卢瑟福原子模型 太阳行星 模型玻尔原子结构模型（玻尔原子结构模型（1913年）：年）：（1）原子存在一系列定态，定态的能量取离散值E1,E2,E3.（能级），原子在定态中不发射也不吸收电磁辐射能（2）当原子在能级E1,E2之间跃迁时,以发射或吸收特定频率u光子的形式与电辐射场交换能量.光子的频率满足下式:=| E2 - E1| / h玻尔频率条件玻尔量子化条件本世纪初最杰出的一批科学家的合影本世纪初最杰出的一批科学家的合影爱因斯坦爱因斯坦居里夫人居里夫人普朗克普朗克洛仑兹洛仑兹郎之万郎之万德拜德拜布拉格布拉格狄拉克狄拉克泡利泡利海森