史守華量子力學 第一章 學習課件

教案課程名稱：量子力學第1次課程教學方案課時教學章節(jié)第1章：量子力學的誕生，1.1黑體輻射與Planck的量子論，1．2光電效應與Einstein的光量子教學目標和要求1深刻了解微觀粒子不同于經(jīng)典宏觀粒子不同的行為，光子能量的量子化2樹立光子的波動--粒子性概念教學重點1黑體輻射與Planck的量子論；2光電效應與Einstein的光量子教學難點光子的粒子性，微觀粒子波動—粒子二重性主要教學內(nèi)容第1章量子力學的誕生前言19世紀末期的物理學：牛頓力學的規(guī)律；麥克斯韋方程；光的波動理論，熱力學以及統(tǒng)計物理學。2．經(jīng)典物理學的困難：經(jīng)典物理學上空的兩朵烏云第一團烏云涉及電動力學中的“以太”；第二團烏云則涉及物體的比熱容，即觀測到的物體比熱容總是低于經(jīng)典統(tǒng)物理學中能量均分定理給出的值1．1黑體輻射與Planck的量子論1黑體，黑體輻射問題所研究的是輻射與周圍物體處于平衡狀態(tài)時的能量按波長(或頻率)的分布。2經(jīng)典理論的困難；由熱力學的討論得出一個分布公式——維恩公式，短波部分與實驗結(jié)果還符合。瑞利和金斯根據(jù)經(jīng)典電動力學和統(tǒng)計物理學也得出黑體輻射能量分布公式，在長波部分與實驗結(jié)果較符符。3Planck的量子論：黑體以為能量單位不連續(xù)地發(fā)射和吸收頻率為的輻射1．2光電效應與Einstein的光量子1光電效應：光電效應是當光照射到金屬上時，有電子從金屬中逸出。這種電子稱為光電子。實驗結(jié)果：1）只有當光的頻率大于一定值時，才有光電子發(fā)射出來；2）如果光的頻率低于這個值，則不論光的強度多大，照射時間多長，都沒有光電子產(chǎn)生；3）光電子能量只與光的頻率有關(guān)2Einstein的光量子：肯定光除了波動性之外還具有微粒性，輻射場就是由光量子組成．每一個光量子的能量E與輻射的頻率v的關(guān)系是。3Compton效應：進一步證實了光具有粒子性4比熱容的解決普朗克常數(shù)h在微觀現(xiàn)象中所占的重要地位。能量和動量的量子化通過h這個不為零的常量而表示出來，凡是h在其中起重要作用的現(xiàn)象都可以稱為量子現(xiàn)象。第2次課程教學方案課時教學章節(jié)1.3原子結(jié)構(gòu)與Bohr的量子論；1.4Heisenberg矩陣力學的提出；1．5deBroglie的物質(zhì)波與Schròdinger波動力學的提出教學目標和要求1理解原子能級是量子化的，2知道波爾理論的成功與不足3理解微觀實物粒子具有波動性，4掌握deBroglie關(guān)系教學重點1黑體輻射與Planck的量子論；2光電效應與Einstein的光量子教學難點1原子結(jié)構(gòu)與Bohr的量子論；2deBroglie物質(zhì)波主要教學內(nèi)容1.3原子結(jié)構(gòu)與Bohr的量子論1原子的模型；Thomson模型；Rutherford模型，該模型的困難：（1）原子的大小的問題，（2）原子的穩(wěn)定性問題2Bohr的量子論：a)把引入Rutherford模型，b)Bohr理論的實驗依據(jù)，c)Bohr的量子論:1原子具有分立的能級;2量子躍遷的頻率條件;3Bohr的量子化條件3Bohr理論的成功與不足成功之處：（1）成功解釋了H原子的光譜(2)引入定態(tài)概念不足之處：（1）不能解釋氨原子及其他價電子數(shù)不小于兩個的原子的光譜．（2）它只能給出光譜線的頻率而不能給出譜線強度．不能給出譜線強度．（3）它不能處理散射態(tài)而只能解釋束縛態(tài)．（4）它也不能解釋量子化條件從何而來。1．4deBroglie的物質(zhì)波1德布羅意提出微粒具有波粒二象性的假設(shè)。不僅電磁場、光波具有粒子性．而且任何其他的實物粒子，比如電子、質(zhì)子等等，也具有波動性。微粒的粒子性(E，p)與波動性(，或，k)的關(guān)系2自由粒子的deBroglie波：平面波deBroglie波長的大小，數(shù)量級：?=10-10m3戴維孫、革末等人的實驗驗證了德布羅意波的存在一切物體郁有波動性．不過宏觀物體的