大學(xué)物理舊量子論課件

ch191.二十世紀(jì)之前的物理學(xué)—經(jīng)典物理學(xué)包括力學(xué)、聲學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)和電磁學(xué)等分支世間萬物由八十幾種元素的原子組成原子是不可再分的最小微粒，它的運(yùn)動(dòng)服從牛頓力學(xué)定律熱就是大量分子混亂機(jī)械運(yùn)動(dòng)的表現(xiàn)，用力學(xué)規(guī)律性加上統(tǒng)計(jì)規(guī)律性及其處理方法可以解釋存在正、負(fù)兩種電荷，電磁場，電磁波，熱輻射、可見光和紫外線等都是電磁波一切過程都遵從能量守恒和動(dòng)量守恒定律第十九章從經(jīng)典物理到量子力學(xué)§19-１前期量子論一、量子論發(fā)展歷程熱輻射實(shí)驗(yàn)邁克爾孫-莫雷實(shí)驗(yàn)ch191.二十世紀(jì)之前的物理學(xué)—經(jīng)典物理學(xué)第十九章從經(jīng)典1ch192.量子力學(xué)的建立1900-12，Planck提出能量子假設(shè)解釋黑體輻射問題1905，A.Einstein用光量子理論解釋光電效應(yīng)1913，N.Bohr提出電子軌道的量子化解釋氫原子結(jié)構(gòu)和光譜1916，Sommerfeld計(jì)算了電子的橢圓軌道1923，DeBroglie提出微觀粒子的波粒二象性1925，W.K.Heisenberg引入矩陣作為力學(xué)量，和M.Born、Jordan建立了量子矩陣力學(xué)1926，Schr?dinger提出了量子波動(dòng)力學(xué)；Born提出了波函數(shù)的統(tǒng)計(jì)解釋1927，Jordan和Dirac證明了普遍的變換定理；Heisenberg提出測不準(zhǔn)關(guān)系1930，Bohr提出互補(bǔ)原理

光輝歲月ch192.量子力學(xué)的建立1900-12，Planck提出2ch19Solvay1927ch19Solvay19273ch19ch194ch193.量子力學(xué)的發(fā)展-量子場論1925，Born，Heisenberg和Jordan發(fā)表了光的量子場論的初步想法1926，Dirac提出了電磁場的量子理論，解釋電子自旋并預(yù)測了反物質(zhì)40年代末，F(xiàn)eyman，Schwinger和Tomonaga提出了量子電動(dòng)力學(xué)（QED）發(fā)展了量子色動(dòng)力學(xué)（QCD）超弦理論，努力尋求引力的量子描述量子力學(xué)：解釋物質(zhì)的理論；量子場論：研究場的理論4.量子論的影響科學(xué)、哲學(xué)、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)量子通訊，量子計(jì)算機(jī)它迫使物理學(xué)家們改造他們關(guān)于實(shí)在的觀念；迫使他們重新審視事物最深層次的本性；迫使他們修正位置和速度的概念以及原因和結(jié)果的定義。盡管量子力學(xué)是為描述遠(yuǎn)離我們的日常生活經(jīng)驗(yàn)的抽象原子世界而創(chuàng)立的，但它對我們?nèi)粘Ｉ畹挠绊憻o比巨大。沒有量子力學(xué)作為工具，就不可能有化學(xué)、生物、醫(yī)學(xué)以及其他每一個(gè)關(guān)鍵學(xué)科的引人入勝的進(jìn)展。ch193.量子力學(xué)的發(fā)展-量子場論1925，Bo5ch19量子力學(xué)意味著什么？波函數(shù)到底是什么？測量到底是意思？糾纏態(tài)？ch19量子力學(xué)意味著什么？6ch19二、黑體輻射普朗克的能量子假說斯特藩玻耳茲曼定律

σ斯特藩常量維恩位移律

b常量經(jīng)驗(yàn)公式熱力學(xué)理論導(dǎo)出ch19二、黑體輻射普朗克的能量子假說斯特藩玻耳7ch19經(jīng)典物理學(xué)所遇到的困難維恩公式

瑞利金斯公式

半經(jīng)驗(yàn)公式長波段不符合紫外災(zāi)難由經(jīng)典電動(dòng)力學(xué)和統(tǒng)計(jì)物理學(xué)理論得出短波段不符合導(dǎo)致輻射能量無窮大--紫外災(zāi)難

k玻耳茲曼常量ch19經(jīng)典物理學(xué)所遇到的困難維恩公式瑞利金斯公式8ch19普朗克(MaxKarlErnstLudwigPlanck,1858―1947)德國物理學(xué)家，量子物理學(xué)的開創(chuàng)者和奠基人。普朗克的偉大成就，就是創(chuàng)立了量子理論，1900年12月14日他在德國物理學(xué)會(huì)上，宣讀了以《關(guān)于正常光譜中能量分布定律的理論》為題的論文，提出了能量的量子化假設(shè)，并導(dǎo)出了黑體輻射的能量分布公式。這是物理學(xué)史上的一次巨大變革。從此結(jié)束了經(jīng)典物理學(xué)一統(tǒng)天下的局面。勞厄稱這一天為“量子論的誕生日”。1918年普朗克由于創(chuàng)立了量子理論而獲得了諾貝爾獎(jiǎng)金。ch19普朗克(MaxKarlErnstLudwig9ch19普朗克的能量子假說能量子假說：對于一定頻率的電磁輻射，物體只能以為hν單位發(fā)射或吸收它，其中h是一個(gè)普適常量。每個(gè)能量子的能量為h稱為普朗克常量，它的1986年推薦值為普朗克公式普朗克公式經(jīng)驗(yàn)公式ch19普朗克的能量子假說能量子假說：對于一定頻率的電磁輻射10ch19三、光電效應(yīng)愛因斯坦的光量子論1.光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律光電效應(yīng)：金屬及其化合物在電磁輻射照射下發(fā)射電子（光電子）的現(xiàn)象。1)飽和光電流Is與入射光強(qiáng)成正比2)截止電壓隨入射光頻率的增加而增加，與入射光強(qiáng)無關(guān)3)對于每一種金屬，只有當(dāng)入射光頻率大于一定的截止頻率或紅限頻率時(shí)，才會(huì)產(chǎn)生光電效應(yīng)4)光電效應(yīng)瞬時(shí)發(fā)生光光電流-+KAch19三、光電效應(yīng)愛因斯坦的光量子論1.光電效應(yīng)的11ch192.經(jīng)典物理學(xué)所遇到的困難光電效應(yīng)與入射光頻率無關(guān)光電效應(yīng)不可能是瞬時(shí)的3.愛因斯坦的光量子論輻射場由光量子組成，每一個(gè)光量子的能量E與輻射頻率的關(guān)系是普朗克愛因斯坦關(guān)系式光電效應(yīng)的愛因斯坦方程光的波粒二象性ch192.經(jīng)典物理學(xué)所遇到的困難光電效應(yīng)與入射光頻率無關(guān)312ch194.康普頓散射1927年獲得諾貝爾獎(jiǎng)單色X射線被物質(zhì)散射時(shí)，散射線中除了有波長與入射線相同的成分外，還有波長較長的成分，這種波長變長的散射稱為康普頓散射或康普頓效應(yīng)。定性解釋：在碰撞過程中，動(dòng)量與能量都是守恒的，電子帶走一部分能量與動(dòng)量，因而散射出去的光量子的能量與動(dòng)量都相應(yīng)地減小，即X射線的波長變長ch194.康普頓散射1927年獲得諾貝爾獎(jiǎng)單色X射線被物13ch19電子的康普頓波長意義：進(jìn)一步證實(shí)了光子論，光確實(shí)具有波粒二象性；光電過程中嚴(yán)格遵守能量、動(dòng)量守恒定律利用光量子假說散射光波長的改變ch19電子的康普頓波長意義：進(jìn)一步證實(shí)了光子論，光確實(shí)具有14ch19四、原子結(jié)構(gòu)和原子光譜玻爾的量子論1.原子的核式結(jié)構(gòu)電子和放射性的發(fā)現(xiàn)揭示原子是由正負(fù)電荷組成的湯姆孫的葡萄干蛋糕模型盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)經(jīng)典物理原子坍塌連續(xù)光譜2.原子光譜不同的原子輻射不同的譜線巴耳末公式里德伯常量氫原子ch19四、原子結(jié)構(gòu)和原子光譜玻爾的量子論1.原子的15盧瑟福（E.Rutherford，1871-1937）英國物理學(xué)家，出生于新西蘭。1859年成為卡文迪許實(shí)驗(yàn)室主任J.J.Thomson的研究生。1899年1月發(fā)現(xiàn)鈾鹽放射出α射線和β射線，并提出天然放射性的衰變理論和衰變定律。天然放射性的發(fā)現(xiàn)與電子和X射線的發(fā)現(xiàn)，是20世紀(jì)三項(xiàng)最偉大的發(fā)現(xiàn)。他于1908年獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)金。盧瑟福還判定α粒子是帶正電的氦原子核，他根據(jù)α粒子散射實(shí)驗(yàn)提出原子的有核模型。盧瑟福被譽(yù)為原子物理之父，又是開創(chuàng)原子核物理學(xué)的奠基人。ch19盧瑟福（E.Rutherford，1871-1937）英16ch19萊曼系(1916)紫外部分帕邢系(1908)紅外部分布拉開系(1922)近紅外部分普豐德系(1924)紅外部分漢弗萊系(1953)遠(yuǎn)紅外部分廣義巴耳末公式

ch19萊曼系(1916)紫外部分帕邢系(1908)紅外部分171)原子能夠，而且只能夠穩(wěn)定地存在于與離散的能量相應(yīng)的一系列的狀態(tài)中，這些狀態(tài)稱為定態(tài)。2)

原子能量的任何變化，包括發(fā)射或吸收電磁輻射，都只能在兩個(gè)定態(tài)之間以躍遷的方式進(jìn)行。原子在兩個(gè)定態(tài)(分別屬于能級(jí)En和Em，設(shè)En>Em)之間躍遷時(shí)，發(fā)射或吸收的電磁輻射的頻率，由如下的頻率條件給出：ch19里茲組合原理光譜項(xiàng)經(jīng)典物理原子光譜連續(xù)3.玻爾的量子論1)原子能夠，而且只能夠穩(wěn)定地存在于與離散的能量相應(yīng)的一18ch193）對應(yīng)原理：在大量子數(shù)的極限情況下，量子體系的行為將趨于與經(jīng)典體系相同。作圓軌道運(yùn)動(dòng)的電子的角動(dòng)量L只能是的整數(shù)倍氫原子的能級(jí)公式光譜線的波數(shù)里德伯常量ch193）對應(yīng)原理：在大量子數(shù)的極限情況下，量子體系的行為19玻爾（NielshenrikDavidBohr，1885-1962）

在1913年發(fā)表了《論原子結(jié)構(gòu)與分子結(jié)構(gòu)》等三篇論文，提出了在盧瑟福原子有核模型基礎(chǔ)上的關(guān)于原子穩(wěn)定性和量子躍遷的三條假設(shè)，從而圓滿地解釋了氫原子的光譜規(guī)律。玻爾的成功，使量子理論取得重大發(fā)展，推動(dòng)了量子物理的形成，具有劃時(shí)代的意義。玻爾于1922年12月10日諾貝爾誕生100周年之際，在瑞典首都接受了當(dāng)年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)金。1937年，他來中國作學(xué)術(shù)訪問。丹麥理論物理學(xué)家，現(xiàn)代物理學(xué)的創(chuàng)始人之一。ch19玻爾（NielshenrikDavidBohr，188204.玻爾氫原子理論的成績成功地解釋了原子的穩(wěn)定性、大小及氫原子光譜的規(guī)律性。從理論上計(jì)算了里德伯常量；解決了近30年之久的巴耳末公式之迷，打開了人們認(rèn)識(shí)原子結(jié)構(gòu)的大門，而且玻爾提出的一些概念，如能量量子化、量子躍遷及頻率條件等，至今仍然是正確的。能對類氫原子的光譜給予說明。玻爾氫原子理論的困難不能處理復(fù)雜原子的光譜不能提供處理光譜線相對強(qiáng)度的系統(tǒng)方法，不能處理非束縛態(tài)問題把微觀粒子看成是遵守經(jīng)典力學(xué)規(guī)律的質(zhì)點(diǎn)，又賦予它們量子化的特征，帶有人為色彩ch194.玻爾氫原子理論的成績成功地解釋了原子的穩(wěn)定性、大小及氫原21ch19§19-2量子力學(xué)的建立和發(fā)展一、海森伯矩陣力學(xué)的提出1.繼承：早期量子論中合理的內(nèi)核，如分立能級(jí)的定態(tài)，量子躍遷和頻率條件等摒棄：沒有實(shí)驗(yàn)依據(jù)的傳統(tǒng)觀念，如粒子的絕對精確軌道概念3.賦予每個(gè)物理量一個(gè)矩陣2.強(qiáng)調(diào)可觀測的物理量(1901-1976)4.對應(yīng)原理若令h0，量子力學(xué)中力學(xué)量的關(guān)系將回到經(jīng)典力學(xué)中。ch19§19-2量子力學(xué)的建立和發(fā)展一、海森伯矩陣力22ch19二、德布羅意波薛定諤波動(dòng)力學(xué)的提出deBroglie（1892-1987）

1.德布羅意和物質(zhì)波(1)提出思想——類比法光的波粒二象性實(shí)物粒子的波粒二象性幾何光學(xué)反射經(jīng)典粒子力學(xué)波動(dòng)光學(xué)干涉衍射現(xiàn)象中的取整原子中表征量子態(tài)的量子數(shù)取整與一定能量E和動(dòng)量p的實(shí)物粒子（m00）相聯(lián)系的波（德布羅意波）的頻率和波長分別為(2)微觀粒子的波粒二象性的假設(shè)德布羅意關(guān)系ch19二、德布羅意波薛定諤波動(dòng)力學(xué)的提出de23ch19(3)原子定態(tài)與駐波粒子能量量子化有限空間中駐波波長(4)物質(zhì)粒子波動(dòng)性的實(shí)驗(yàn)證明Davission-Germer實(shí)驗(yàn)電子衍射實(shí)驗(yàn)ch19(3)原子定態(tài)與駐波粒子能量量子化有限空間中24ch19X射線經(jīng)晶體的衍射圖電子射線經(jīng)晶體的衍射圖ch19X射線經(jīng)晶體的衍射圖電子射線經(jīng)晶體的衍射圖25ch19鐵原子的量子圍欄ch19鐵原子的量子圍欄26ch19[例題19.3]自由粒子的德布羅意波長粒子的熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能ch19[例題19.3]自由粒子的德布羅意波長粒子的熱運(yùn)動(dòng)27ch192.薛定諤----波動(dòng)力學(xué)薛定諤1887-1961物質(zhì)波的波動(dòng)方程邊界條件本征值離散能量波動(dòng)力學(xué)矩陣力學(xué)受德布羅意物質(zhì)波啟發(fā)，找到了一個(gè)量子體系物質(zhì)波的運(yùn)動(dòng)方程。ch192.薛定諤----波動(dòng)力學(xué)薛定諤物質(zhì)波的波動(dòng)方程邊界28ch19三、量子理論的發(fā)展-量子場論狄拉克、海森堡、泡利、費(fèi)曼、湯川秀樹等量子場論給出的基本物理圖象1）每種粒子對應(yīng)一種場；2）場的最低能量狀態(tài)為基態(tài)，粒子是場處于激發(fā)態(tài)的表現(xiàn)；3）場用復(fù)數(shù)表示（粒子與反粒子，中性粒子）；4）物理真空Dirac1902-1984ch19三、量子理論的發(fā)展-量子場論狄拉克、海森堡、泡利、費(fèi)29ch19第十九章小結(jié)掌握普朗克能量子假說的內(nèi)容理解斯特藩－玻耳茲曼定律和維恩位移律掌握光電效應(yīng)和愛因斯坦的光量子論（包括普朗克－愛因斯坦關(guān)系式）掌握康普頓散射的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象掌握玻爾的量子論的兩個(gè)假定掌握德布羅意波ch1930ch191.二十世紀(jì)之前的物理學(xué)—經(jīng)典物理學(xué)包括力學(xué)、聲學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)和電磁學(xué)等分支世間萬物由八十幾種元素的原子組成原子是不可再分的最小微粒，它的運(yùn)動(dòng)服從牛頓力學(xué)定律熱就是大量分子混亂機(jī)械運(yùn)動(dòng)的表現(xiàn)，用力學(xué)規(guī)律性加上統(tǒng)計(jì)規(guī)律性及其處理方法可以解釋存在正、負(fù)兩種電荷，電磁場，電磁波，熱輻射、可見光和紫外線等都是電磁波一切過程都遵從能量守恒和動(dòng)量守恒定律第十九章從經(jīng)典物理到量子力學(xué)§19-１前期量子論一、量子論發(fā)展歷程熱輻射實(shí)驗(yàn)邁克爾孫-莫雷實(shí)驗(yàn)ch191.二十世紀(jì)之前的物理學(xué)—經(jīng)典物理學(xué)第十九章從經(jīng)典31ch192.量子力學(xué)的建立1900-12，Planck提出能量子假設(shè)解釋黑體輻射問題1905，A.Einstein用光量子理論解釋光電效應(yīng)1913，N.Bohr提出電子軌道的量子化解釋氫原子結(jié)構(gòu)和光譜1916，Sommerfeld計(jì)算了電子的橢圓軌道1923，DeBroglie提出微觀粒子的波粒二象性1925，W.K.Heisenberg引入矩陣作為力學(xué)量，和M.Born、Jordan建立了量子矩陣力學(xué)1926，Schr?dinger提出了量子波動(dòng)力學(xué)；Born提出了波函數(shù)的統(tǒng)計(jì)解釋1927，Jordan和Dirac證明了普遍的變換定理；Heisenberg提出測不準(zhǔn)關(guān)系1930，Bohr提出互補(bǔ)原理

光輝歲月ch192.量子力學(xué)的建立1900-12，Planck提出32ch19Solvay1927ch19Solvay192733ch19ch1934ch193.量子力學(xué)的發(fā)展-量子場論1925，Born，Heisenberg和Jordan發(fā)表了光的量子場論的初步想法1926，Dirac提出了電磁場的量子理論，解釋電子自旋并預(yù)測了反物質(zhì)40年代末，F(xiàn)eyman，Schwinger和Tomonaga提出了量子電動(dòng)力學(xué)（QED）發(fā)展了量子色動(dòng)力學(xué)（QCD）超弦理論，努力尋求引力的量子描述量子力學(xué)：解釋物質(zhì)的理論；量子場論：研究場的理論4.量子論的影響科學(xué)、哲學(xué)、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)量子通訊，量子計(jì)算機(jī)它迫使物理學(xué)家們改造他們關(guān)于實(shí)在的觀念；迫使他們重新審視事物最深層次的本性；迫使他們修正位置和速度的概念以及原因和結(jié)果的定義。盡管量子力學(xué)是為描述遠(yuǎn)離我們的日常生活經(jīng)驗(yàn)的抽象原子世界而創(chuàng)立的，但它對我們?nèi)粘Ｉ畹挠绊憻o比巨大。沒有量子力學(xué)作為工具，就不可能有化學(xué)、生物、醫(yī)學(xué)以及其他每一個(gè)關(guān)鍵學(xué)科的引人入勝的進(jìn)展。ch193.量子力學(xué)的發(fā)展-量子場論1925，Bo35ch19量子力學(xué)意味著什么？波函數(shù)到底是什么？測量到底是意思？糾纏態(tài)？ch19量子力學(xué)意味著什么？36ch19二、黑體輻射普朗克的能量子假說斯特藩玻耳茲曼定律

σ斯特藩常量維恩位移律

b常量經(jīng)驗(yàn)公式熱力學(xué)理論導(dǎo)出ch19二、黑體輻射普朗克的能量子假說斯特藩玻耳37ch19經(jīng)典物理學(xué)所遇到的困難維恩公式

瑞利金斯公式

半經(jīng)驗(yàn)公式長波段不符合紫外災(zāi)難由經(jīng)典電動(dòng)力學(xué)和統(tǒng)計(jì)物理學(xué)理論得出短波段不符合導(dǎo)致輻射能量無窮大--紫外災(zāi)難

k玻耳茲曼常量ch19經(jīng)典物理學(xué)所遇到的困難維恩公式瑞利金斯公式38ch19普朗克(MaxKarlErnstLudwigPlanck,1858―1947)德國物理學(xué)家，量子物理學(xué)的開創(chuàng)者和奠基人。普朗克的偉大成就，就是創(chuàng)立了量子理論，1900年12月14日他在德國物理學(xué)會(huì)上，宣讀了以《關(guān)于正常光譜中能量分布定律的理論》為題的論文，提出了能量的量子化假設(shè)，并導(dǎo)出了黑體輻射的能量分布公式。這是物理學(xué)史上的一次巨大變革。從此結(jié)束了經(jīng)典物理學(xué)一統(tǒng)天下的局面。勞厄稱這一天為“量子論的誕生日”。1918年普朗克由于創(chuàng)立了量子理論而獲得了諾貝爾獎(jiǎng)金。ch19普朗克(MaxKarlErnstLudwig39ch19普朗克的能量子假說能量子假說：對于一定頻率的電磁輻射，物體只能以為hν單位發(fā)射或吸收它，其中h是一個(gè)普適常量。每個(gè)能量子的能量為h稱為普朗克常量，它的1986年推薦值為普朗克公式普朗克公式經(jīng)驗(yàn)公式ch19普朗克的能量子假說能量子假說：對于一定頻率的電磁輻射40ch19三、光電效應(yīng)愛因斯坦的光量子論1.光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律光電效應(yīng)：金屬及其化合物在電磁輻射照射下發(fā)射電子（光電子）的現(xiàn)象。1)飽和光電流Is與入射光強(qiáng)成正比2)截止電壓隨入射光頻率的增加而增加，與入射光強(qiáng)無關(guān)3)對于每一種金屬，只有當(dāng)入射光頻率大于一定的截止頻率或紅限頻率時(shí)，才會(huì)產(chǎn)生光電效應(yīng)4)光電效應(yīng)瞬時(shí)發(fā)生光光電流-+KAch19三、光電效應(yīng)愛因斯坦的光量子論1.光電效應(yīng)的41ch192.經(jīng)典物理學(xué)所遇到的困難光電效應(yīng)與入射光頻率無關(guān)光電效應(yīng)不可能是瞬時(shí)的3.愛因斯坦的光量子論輻射場由光量子組成，每一個(gè)光量子的能量E與輻射頻率的關(guān)系是普朗克愛因斯坦關(guān)系式光電效應(yīng)的愛因斯坦方程光的波粒二象性ch192.經(jīng)典物理學(xué)所遇到的困難光電效應(yīng)與入射光頻率無關(guān)342ch194.康普頓散射1927年獲得諾貝爾獎(jiǎng)單色X射線被物質(zhì)散射時(shí)，散射線中除了有波長與入射線相同的成分外，還有波長較長的成分，這種波長變長的散射稱為康普頓散射或康普頓效應(yīng)。定性解釋：在碰撞過程中，動(dòng)量與能量都是守恒的，電子帶走一部分能量與動(dòng)量，因而散射出去的光量子的能量與動(dòng)量都相應(yīng)地減小，即X射線的波長變長ch194.康普頓散射1927年獲得諾貝爾獎(jiǎng)單色X射線被物43ch19電子的康普頓波長意義：進(jìn)一步證實(shí)了光子論，光確實(shí)具有波粒二象性；光電過程中嚴(yán)格遵守能量、動(dòng)量守恒定律利用光量子假說散射光波長的改變ch19電子的康普頓波長意義：進(jìn)一步證實(shí)了光子論，光確實(shí)具有44ch19四、原子結(jié)構(gòu)和原子光譜玻爾的量子論1.原子的核式結(jié)構(gòu)電子和放射性的發(fā)現(xiàn)揭示原子是由正負(fù)電荷組成的湯姆孫的葡萄干蛋糕模型盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)經(jīng)典物理原子坍塌連續(xù)光譜2.原子光譜不同的原子輻射不同的譜線巴耳末公式里德伯常量氫原子ch19四、原子結(jié)構(gòu)和原子光譜玻爾的量子論1.原子的45盧瑟福（E.Rutherford，1871-1937）英國物理學(xué)家，出生于新西蘭。1859年成為卡文迪許實(shí)驗(yàn)室主任J.J.Thomson的研究生。1899年1月發(fā)現(xiàn)鈾鹽放射出α射線和β射線，并提出天然放射性的衰變理論和衰變定律。天然放射性的發(fā)現(xiàn)與電子和X射線的發(fā)現(xiàn)，是20世紀(jì)三項(xiàng)最偉大的發(fā)現(xiàn)。他于1908年獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)金。盧瑟福還判定α粒子是帶正電的氦原子核，他根據(jù)α粒子散射實(shí)驗(yàn)提出原子的有核模型。盧瑟福被譽(yù)為原子物理之父，又是開創(chuàng)原子核物理學(xué)的奠基人。ch19盧瑟福（E.Rutherford，1871-1937）英46ch19萊曼系(1916)紫外部分帕邢系(1908)紅外部分布拉開系(1922)近紅外部分普豐德系(1924)紅外部分漢弗萊系(1953)遠(yuǎn)紅外部分廣義巴耳末公式

ch19萊曼系(1916)紫外部分帕邢系(1908)紅外部分471)原子能夠，而且只能夠穩(wěn)定地存在于與離散的能量相應(yīng)的一系列的狀態(tài)中，這些狀態(tài)稱為定態(tài)。2)

原子能量的任何變化，包括發(fā)射或吸收電磁輻射，都只能在兩個(gè)定態(tài)之間以躍遷的方式進(jìn)行。原子在兩個(gè)定態(tài)(分別屬于能級(jí)En和Em，設(shè)En>Em)之間躍遷時(shí)，發(fā)射或吸收的電磁輻射的頻率，由如下的頻率條件給出：ch19里茲組合原理光譜項(xiàng)經(jīng)典物理原子光譜連續(xù)3.玻爾的量子論1)原子能夠，而且只能夠穩(wěn)定地存在于與離散的能量相應(yīng)的一48ch193）對應(yīng)原理：在大量子數(shù)的極限情況下，量子體系的行為將趨于與經(jīng)典體系相同。作圓軌道運(yùn)動(dòng)的電子的角動(dòng)量L只能是的整數(shù)倍氫原子的能級(jí)公式光譜線的波數(shù)里德伯常量ch193）對應(yīng)原理：在大量子數(shù)的極限情況下，量子體系的行為49玻爾（NielshenrikDavidBohr，1885-1962）

在1913年發(fā)表了《論原子結(jié)構(gòu)與分子結(jié)構(gòu)》等三篇論文，提出了在盧瑟福原子有核模型基礎(chǔ)上的關(guān)于原子穩(wěn)定性和量子躍遷的三條假設(shè)，從而圓滿地解釋了氫原子的光譜規(guī)律。玻爾的成功，使量子理論取得重大發(fā)展，推動(dòng)了量子物理的形成，具有劃時(shí)代的意義。玻爾于1922年12月10日諾貝爾誕生100周年之際，在瑞典首都接受了當(dāng)年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)金。1937年，他來中國作學(xué)術(shù)訪問。丹麥理論物理學(xué)家，現(xiàn)代物理學(xué)的創(chuàng)始人之一。ch19玻爾（NielshenrikDavidBohr，188504.玻爾氫原子理論的成績成功地解釋了原子的穩(wěn)定性、大小及氫原子光譜的規(guī)律性。從理論上計(jì)算了里德伯常量；解決了近30年之久的巴耳末公式之迷，打開了人們認(rèn)識(shí)原子結(jié)構(gòu)的大門，而且玻爾提出的一些概念，如能量量子化、量子躍遷及頻率條件等，至今仍然是正確的。能對類氫原子的光譜給予說明。玻爾氫原子理論的困難不能處理復(fù)雜原子的光譜不能提供處理光譜線相對強(qiáng)度的系統(tǒng)方法，不能處理非束縛態(tài)問題把微觀粒子看成是遵守經(jīng)典力學(xué)規(guī)律的質(zhì)點(diǎn)，又賦予它們量子化的特征，帶有人為色彩ch194.玻爾氫原子理論的成績成功地解釋了原子的穩(wěn)定性、大小及氫原51ch19§19-2量子力學(xué)的建立和發(fā)展一、海森伯矩陣力學(xué)的提出1.繼承：早期量子論中合理的內(nèi)核，如分立能級(jí)的定態(tài)，量子躍遷和頻率條件等摒棄：沒有實(shí)驗(yàn)依據(jù)的傳統(tǒng)觀念，如粒子的絕對精確軌道概念3.賦予每個(gè)物理量一個(gè)矩陣2.強(qiáng)調(diào)可觀測的物理量(1901-19