第一章 量子力學(xué)的歷史發(fā)展

第一章量子力學(xué)的歷史發(fā)展黑體輻射光電效應(yīng)康普頓散射氫原子光譜玻爾的氫原子模型量子力學(xué)與原子核物理第一章量子力學(xué)的歷史發(fā)展量子力學(xué)的重大事件(1)1898Mme.CurieRadioactivepoloniumand radium1901Planck Blackbodyradiation1905Einstein Photoeletriceffect1911Rutherford Modeloftheatom1913Bohr QuantumtheoryofspectraCompton Scatteringphotosoffelectrons1924Pauli Exclusionprinciples1925deBroglie Wavehypnosis量子力學(xué)與原子核物理第一章量子力學(xué)的歷史發(fā)展量子力學(xué)的重大事件(2)1926Schroedinger Waveequation1927Heisenberg Uncertaintyprinciple1927DavissonandGermer Experimentonwave propertiesofelectrons1927Bohr Interpretationofthe wavefunction1928Dirac Relativisticwaveequation; predicationofexistenceof thepositron 量子力學(xué)與原子核物理第一章量子力學(xué)的歷史發(fā)展經(jīng)典理論的成就和困難十九世紀(jì)末與二十世紀(jì)初，經(jīng)典物理學(xué)理論（牛頓力學(xué)，熱力學(xué)及統(tǒng)計(jì)物理，電動力學(xué)）取得極大成就。但在相對論領(lǐng)域和微觀領(lǐng)域,經(jīng)典理論遇到嚴(yán)重困難。例如微觀領(lǐng)域中黑體輻射

光電效應(yīng)康普頓散射氫原子光譜量子力學(xué)與原子核物理第一章量子力學(xué)的歷史發(fā)展黑體輻射任何溫度的物體都會發(fā)出一定的熱輻射，即各種頻率的電磁波。黑體：在任何溫度下都能把照射在其上任何頻率的輻射完全吸收。黑體是理想化的物體，實(shí)際中我們用任何物體做的空腔，在它很小的開口處就是一個(gè)相當(dāng)理想的黑體。量子力學(xué)與原子核物理第一章量子力學(xué)的歷史發(fā)展在溫度T下，從物體單位面積發(fā)出的，頻率在+d之間的輻射通量u(,T)

d。輻射譜密度和輻射本領(lǐng)輻射譜密度

u(,T)：輻射本領(lǐng)E(T):輻射本領(lǐng)和輻射譜密度之間的關(guān)系 在溫度T下，從物體表面單位面積發(fā)出的輻射通量。量子力學(xué)與原子核物理第一章量子力學(xué)的歷史發(fā)展T1>T2>T3黑體輻射譜

Boltzmann-StefanlawWien’stransformationlawM2量子力學(xué)與原子核物理第一章量子力學(xué)的歷史發(fā)展維恩公式和瑞利－金斯公式紫外發(fā)散問題紫外發(fā)散

Wien’sformulaWien’sLaw量子力學(xué)與原子核物理第一章量子力學(xué)的歷史發(fā)展

Rayleigh-Jean’sformulaRayleigh-Jean’sLawRayleigh-Jean’sLawWien’sLaw普朗克公式Planck’sLaw

Planck’sformula量子力學(xué)與原子核物理第一章量子力學(xué)的歷史發(fā)展普朗次克能治量量堆子假般說

電磁輻射的能量交換只能是離散的，其取值只能是的整數(shù)倍。其中h為普朗克常數(shù)。

稱為能量子。能量量子化Di依sc哥re寺te櫻,企Pl孤an妨ck’sco夾ns恩ta語nt棚,美Qu兔an急tu堆m(Pl賊.祝Qu窮an治ta情)量子力學(xué)與原子核物理第一章量子力學(xué)的歷史發(fā)展普朗克常數(shù)用普米朗克仿公式距擬合踩黑體蒜輻射部譜密燭度的允實(shí)驗(yàn)?zāi)鏀?shù)據(jù)，泳得到普朗諷克常陵數(shù)也惰可以殖由光淹電實(shí)完驗(yàn)測愛出。量子力學(xué)與原子核物理第一章量子力學(xué)的歷史發(fā)展光電宮效應(yīng)射的歷縫史(1呈)H.R辛.He緩rt肢z,厚18叼86逢，在用叛萊頓件瓶放望電的盟實(shí)驗(yàn)惑中，促當(dāng)紫振外線享照在鉤火花鼓隙的河負(fù)極暖上，沾放電詢比較饅容易窄發(fā)生溪。W.Ha前l(fā)l嫂wa倉ch,描18紫88善，清潔子而絕棚緣的宴鋅板理在紫粱外線其照射糕下獲漲得正鵝電荷衰，而帶負(fù)天電的滋板在斷光照亭射下妨失掉認(rèn)其負(fù)飼電荷急。J.J呈.Th師om逃so蓮n,題18朗99繭，陰極罷射線膜由電悟子組氧成量子力學(xué)與原子核物理第一章量子力學(xué)的歷史發(fā)展光電勒效應(yīng)俱的歷脊史(2竹)Ph秋il洗li見ppLe至na犁rd,19線02，金屬估在紫嬌外線虹照射右下發(fā)滲射電垂子Al橫be滾rt山E煤in帖st食ei累n,火1爸90后5，光量剛子假聾說Ro印be動rt誦A務(wù)nd瀉re彩wsMi己ll探ik因an,供19厭16，驗(yàn)證潑愛因宜斯坦誓的光基電效禽應(yīng)量邁子公系式，今并精譽(yù)確測檔定了插普朗持克常撞量。量子力學(xué)與原子核物理第一章量子力學(xué)的歷史發(fā)展外光錄電效習(xí)應(yīng)真空傷管光照妄射某必種物蠶質(zhì)，哀致使團(tuán)部分駁電子丑逃逸物質(zhì)退表面優(yōu)。這是些電構(gòu)子被拿稱為賊光電珠子。光電慘倍增摧管(Ph融ot細(xì)om里ul蒼ti乓pl著ie舞r)量子力學(xué)與原子核物理第一章量子力學(xué)的歷史發(fā)展內(nèi)光貍電效白應(yīng)半導(dǎo)倚體光激趨載流醒子保瞞留在墾材料啦內(nèi)部斑。光電效導(dǎo)本征平光電森導(dǎo)體釣吸收雖一個(gè)茫光子潤，就廳會從洋價(jià)帶賀激發(fā)鐘到導(dǎo)差帶，逐產(chǎn)生臺一個(gè)舌自由沖電子騙，同印時(shí)在哨在價(jià)款帶產(chǎn)巖生一狼個(gè)空思穴。對材保料施撞加電頓場，呈使電勵(lì)子和父空穴黨都通介過材猛料運(yùn)腔輸，局從而冶產(chǎn)生醒電流光電醒導(dǎo)探袖測器召，光額伏探左測器干，太曉陽能梳電池孔，CC畫D,攝像斥機(jī)量子力學(xué)與原子核物理第一章量子力學(xué)的歷史發(fā)展光電勵(lì)效應(yīng)萌實(shí)驗(yàn)Light單色光AnodeCathode

真空石英管

變阻箱VaryingVoltage量子力學(xué)與原子核物理第一章量子力學(xué)的歷史發(fā)展經(jīng)典麥克亭斯韋爾理論的推勉論相比打與藍(lán)糊光，按紅光悅具有旗更長鼻的周飼期，康因而畢紅光壩與電蔬子的志相互妙作用磁時(shí)間訴更長泉，這免使得熄紅光打比藍(lán)戴光更卡容易丈使電上子逸徹出。若入闖射單所色光稻的光恒強(qiáng)增基強(qiáng)，場則會水有更聲多的荷電子獲逸出東，且牛這些傅電子僑的能佛量也傘相應(yīng)記增大投。由于凈弱光聾的能棒量相混當(dāng)小蜘，因階此在液弱光偽的條介件下左，電趴子需向要更蟻多的獲時(shí)間追才能談逸出漏。入射掙波的豎能量砍將由蘋上百溉萬個(gè)逝電子獄分享丸。量子力學(xué)與原子核物理第一章量子力學(xué)的歷史發(fā)展遏止夫電壓將換名向開切關(guān)反肆接，撈電場目反向斗，則持光電返子離年開陰弦極后佩將受仙反向拐電場堅(jiān)阻礙泳作用巖。當(dāng)K、A間加貍反向罵電壓來，光光電子臺克服見電場乞力作素功，槳當(dāng)電芳壓達(dá)帶到某誤一值U0時(shí)，爐光電少流恰痕為0。U0叫做遏止已電壓.量子力學(xué)與原子核物理第一章量子力學(xué)的歷史發(fā)展飽和蟲電流心和遏聞止電腰壓入射燭光頻既率固定幕，不同保光強(qiáng)云下，訪光電流i與電爽壓V的關(guān)桿系i量子力學(xué)與原子核物理第一章量子力學(xué)的歷史發(fā)展截止罩頻率當(dāng)入涂射光蒸頻率ν>ν0時(shí)，電子躍才能梯逸出柏金屬捎表面；當(dāng)入盞射光鈔頻率ν<ν0時(shí)，無論撈光強(qiáng)咬多大夕也無測電子友逸出盛金屬凡表面葬。量子力學(xué)與原子核物理第一章量子力學(xué)的歷史發(fā)展遏止腦電壓誦和截節(jié)止頻僑率對特款定金訪屬表冤面，遏止陰電勢U0(遏止電瞞壓V0)和頻肺率的關(guān)億系量子力學(xué)與原子核物理第一章量子力學(xué)的歷史發(fā)展馳豫媽時(shí)間光強(qiáng)I和頻辭率固定，艷光電陽流i與產(chǎn)生鍵光電忽子的時(shí)間t的關(guān)聯(lián)系馳豫餐時(shí)間<1卵0-9s量子力學(xué)與原子核物理第一章量子力學(xué)的歷史發(fā)展愛因匯斯坦階光子紹假說光子控仍保啄持頻突率及鋼波長惠的概吵念。電磁蹈場和寬物質(zhì)激相互砍交換嫁的能晝量不敗是連早續(xù)分區(qū)布的先，而是頁集中灣在一脾些叫光子(或豈光量掘子)當(dāng)?shù)牧Ｄw子上板。光子的能量E正比于其頻率量子力學(xué)與原子核物理第一章量子力學(xué)的歷史發(fā)展愛因拔斯坦裙公式然(良1)脫出鳳功電子影動能量子力學(xué)與原子核物理第一章量子力學(xué)的歷史發(fā)展金屬斜中的嗚電子膠吸收筆了光匠子的將能量，一部倦分消誼耗在團(tuán)電子哥逸出臥功，另一宴部分喊變?yōu)槌晒怆娧阶拥奈鐒幽?。愛因短斯坦皇公式?靜2)量子力學(xué)與原子核物理第一章量子力學(xué)的歷史發(fā)展光電秩效應(yīng)志的解沙釋截止撐頻率ν0（紅儲限）稍-只有體當(dāng)入射子光頻泊率ν>ν0時(shí)，猛電子暴才能貌逸出頁金屬它表面凝，產(chǎn)怖生光鐘電效凡應(yīng)遏止撇電壓撿-負(fù)初對動能盾及反兩向遏愉止電也壓與ν成正便比效應(yīng)訊瞬時(shí)塌性榨-訪電子吧吸收召光子精時(shí)間辟很短勒，只亦要光勝子頻窗率大池于截足止頻背率，丘電子射就能堅(jiān)立即您逸出奸金屬蠻表面妹，無史需積著累能慘量的跨時(shí)間鉤，與干光強(qiáng)瞇無關(guān)量子力學(xué)與原子核物理第一章量子力學(xué)的歷史發(fā)展康普倚頓散斬射實(shí)驗(yàn)X射線育被輕貌原子揪量的腦物質(zhì)胡散射量子力學(xué)與原子核物理第一章量子力學(xué)的歷史發(fā)展康普倡頓散禿射實(shí)遮驗(yàn)結(jié)姑果(1辦)X射線御被輕稀原子制量的吼物質(zhì)債散射漂后，黎波長殘變長待。量子力學(xué)與原子核物理第一章量子力學(xué)的歷史發(fā)展康普革頓散棍射實(shí)驗(yàn)稍結(jié)果雪(使2)若以遭不同沾元素蝴作為散盛射物耀質(zhì)，其則波長攀變化姻量與斷散射物丟質(zhì)無鈴關(guān)。量子力學(xué)與原子核物理第一章量子力學(xué)的歷史發(fā)展康普掀頓散跪射模果型X射線跳的光耍子與終電子嘴的碰降撞量子力學(xué)與原子核物理第一章量子力學(xué)的歷史發(fā)展康普頭頓散到射公壟式碰撞冬過程抗中，擠動量舍與能妻量守押恒量子力學(xué)與原子核物理第一章量子力學(xué)的歷史發(fā)展光子澆性質(zhì)

波長，頻率，角頻率，波矢量

光子能量

光子動量量子力學(xué)與原子核物理第一章量子力學(xué)的歷史發(fā)展氫原險(xiǎn)子光蘇譜-落棱鏡便光譜厭儀So患ur床ceSl米itPr咐is祝mSc列re壩enBlueRed量子力學(xué)與原子核物理第一章量子力學(xué)的歷史發(fā)展氫原汽子光膀譜量子力學(xué)與原子核物理第一章量子力學(xué)的歷史發(fā)展里德較伯公宇式里德伯公式n=1卡,=2鮮,3遇,4帝,…紫外問區(qū)，錘賴曼黃系n=2活,=3擇,4養(yǎng),5沃,…可見注區(qū)，暮巴耳躬末系n=3炸,尤=絨4,陜5,供6,擠…紅外墨區(qū)，賽帕邢稀系量子力學(xué)與原子核物理第一章量子力學(xué)的歷史發(fā)展盧瑟扯福的迎原子制模型盧瑟陽福的有核模樣型原子剛中的撇正電弟荷集難中在蜻占原累子大梅小萬池分之羅一的宵小范章圍內(nèi)賣.量子力學(xué)與原子核物理第一章量子力學(xué)的歷史發(fā)展玻爾婚的氫應(yīng)原子押模型原子