《大学物理下教学课件》量子物理-文档资料

1、大学物理下教学课件量子物理-文档资料大学物理下教学课件量子物理-文档资料爱因斯坦光电效应方程根据能量守恒定律A为电子从金属表面逸出时所需的逸出功。爱因斯坦光电效应方程根据能量守恒定律A为电子从金属表面逸出时2 康普顿散射2 康普顿散射光子电子电子光子自由电子开始时处于静止状态。能量守恒定律动量守恒定律光子电子电子光子自由电子开始时处于静止状态。能量守恒定律动量电子的康普顿波长 波长的偏移与散射物质以及入射光的波长无关，仅决定于散射角。电子的康普顿波长 波长的偏移与散射物质以及入射光的波长无关，解（1）例1 波长 的X射线与静止的自由电子碰撞, 在与入射角成 角的方向上观察, 问（2）光子的能量

2、损失了多少？（1）散射波长的改变量 为多少？（3）反冲电子获得多少动能？（2） 光子的能量损失 （3） 反冲电子的动能光子的能量损失解（1）例1 波长 例2 一能量为4.0103eV的光子与一个静止电子碰撞后，电子能获得的最大动能是多少？解：当光子与电子正碰而折回时，能量损失最大， 这时光子的波长为：能量为：电子获得的动能：例2 一能量为4.0103eV的光子与一个静止解：当光子例3 康普顿散射中，入射光的波长为0.003nm，反冲电子速度为0.6c。求：散射光的波长及散射角。解：由已知，入射光子的能量 ，散射光子 的能量 电子获得的动能为而由相对论：例3 康普顿散射中，入射光的波长为0.00

3、3nm，反冲电子大学物理下教学课件量子物理-文档资料定态假设。原子系统只能处在一系列不连续的能量状态，电子绕核运动，不辐射电磁波。这些状态称为原子系统的稳定状态，并具有相应的能量。频率条件。当原子从一个定态跃迁到另一定态时，发射或吸收一个光子。量子化条件。这些定态下，电子的角动量必须满足：3 玻尔氢原子理论定态假设。原子系统只能处在一系列不连续的能量状态，电子绕核运玻尔半径原子中第n个稳定轨道的半径电子在第n个稳定轨道上运动时，基态能级氢原子系统具有量子化的能量值（能级）玻尔半径原子中第n个稳定轨道的半径电子在第n个稳定轨道上运动n=4n=3n=2n=1r =r1r =4r1r =9r1r =

4、16r1莱曼系巴耳末系帕邢系n=4n=3n=2n=1r =r1r =4r1r =9r1r126534莱曼系巴耳末系帕邢系布拉开系-1.51eV-3.39eV-13.6eV-0.85eV126534莱曼系巴耳末系帕邢系布拉开系-1.51eV-3例、氢原子发射一条波长为=434nm的谱线。 问：1.该谱线属于哪一线系？ 2.氢原子是从哪一能级跃迁到哪一能级 辐射出该谱线？ 3.最高能级为E5的大量氢原子最多能发 射几个谱系？几条谱线？解： 1. =434nm属于可见光，巴耳末系。 2.氢原子是从5能级跃迁到2能级辐射的谱线。 3.最高能级为E5的大量氢原子最多能发 射4个谱系；10条谱线。例、氢原

5、子发射一条波长为=434nm的谱线。解： 1. 对于实物粒子，该粒子的德布罗意波（物质波），波长为4 德布罗意波对于实物粒子，该粒子的德布罗意波（物质波），波长为4 德布电子经电场加速后：电子经电场加速后：电子束穿过晶体薄片的衍射K电子双缝干涉电子束穿过晶体薄片的衍射K电子双缝干涉例1 假设电子运动的速度可与光速相比拟，则当 电子的动能等于其静止能量 2 倍时，其德布 罗意波长是多少？（m0=9.1110-31kg)解例1 假设电子运动的速度可与光速相比拟，则当解例2 电子与光子各具有波长0.20nm，它们 的动量和能量各是多少？解 电子与光子的动量都为：电子的能量为：光子的能量为：例2 电子

6、与光子各具有波长0.20nm，它们解 5 不确定度关系微观粒子具有明显的波性，在某位置上以一定的概率出现。粒子的位置不确定，但基本上出现在某区域，具有位置的不确定度。微观粒子不可能同时具有确定的位置和动量。粒子位置的不确定度越小，动量的不确定度就越大。自由粒子的物质波，不是单色波，波长有一定的范围，使粒子的动量变得不确定，具有动量的不确定度。5 不确定度关系微观粒子具有明显的波性，在某位置上以一定的例如：子弹质量为0.01kg，枪口直径为0.5cm，子弹射出枪口时，横向速度的不确定度又如：原子内电子速度的不确定度。波动性显著，其运动需用在各处的概率分布描述。原子的线度约为10-10m。例如：子

7、弹质量为0.01kg，枪口直径为0.5cm，子弹射出6 波函数微观粒子在某一时刻的位置，不能像经典物理那样确定，而需要用波函数描述它的状态。物质波是一种概率波。某一时刻，在某点处单位体积内，粒子出现的概率：概率密度归一化条件整个空间内出现粒子的总概率等于1。6 波函数微观粒子在某一时刻的位置，不能像经典物理那样确定7 势阱中的粒子一维无限深势阱势能分布：粒子在保守力场的作用下，被限制在一定范围内运动。势能曲线是势阱。7 势阱中的粒子一维无限深势阱势能分布：粒子在保守力场的作势阱中的波函数和概率密度势阱中的波函数和概率密度例1、已知粒子在一维无限深势阱中运动，在n=1时，求粒子概率密度的最大值的

8、位置。解例1、已知粒子在一维无限深势阱中运动，在n=1时，求粒子概率例2、已知粒子在宽度为a的一维无限深势阱中运动，计算n=1时，在x1=a/4x2=3a/4区间找到粒子的概率。解例2、已知粒子在宽度为a的一维无限深势阱中运动，解例3、一粒子被限制在相距为l的两个不可穿透的壁之间。描述粒子状态的波函数为 ，c为待定常量。求在0 区间发现该粒子的概率。 解例3、一粒子被限制在相距为l的两个不可穿透的壁之间。描述粒子（1）能量量子化，主量子数8 氢原子的量子数（2）轨道角动量量子化，角量子数（1）能量量子化，主量子数8 氢原子的量子数（2）轨道角动（3）轨道角动量的空间取向量子化，磁量子数角动量在外磁场方向的投影必须满足：