量子力学基础和原子结构.docx
- 文档编号:5031201
- 上传时间:2022-12-12
- 格式:DOCX
- 页数:2
- 大小:18.67KB
量子力学基础和原子结构.docx
《量子力学基础和原子结构.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《量子力学基础和原子结构.docx(2页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
量子力学基础和原子结构
第一章量子力学基础和原子结构
§1-1量子力学建立的实验和理论背景
1.黑体辐射问题和普朗克的量子假说
黑体辐射问题:
黑体可以吸收全部外来辐射。
黑体受热会辐射能量。
若以E表示黑体辐射的能量,Ed表示频率在到v+d(范围内、单位时间、单位表面积上辐射的能量。
以E(对(作图,得到能量分布曲线。
从经典物理推出的公式无法解释黑体辐射的能量分布曲线:
1)从粒子角度,由经典热力学得到维恩公式,只适用于高频范围;2)从波动角度,由经典电动力学和统计物理理论得到瑞利-金斯公式,只适用于低频范围。
普朗克的量子假说:
普朗克首先提出一个经验公式,和实验结果一致。
在寻求理论上的解释时,发现经典物理学是无法解决这个问题。
要使新的公式成立,必须假设能量在发射和吸收的时候,不是连续不断,而是分成一份一份的。
而经典物理认为一切自然的过程都是连续不断的。
_=1\*GB3_①_假设黑体内的分子、原子以不同的频率做简谐振动,这种做简谐振动的分子、原子称为谐振子。
_=2\*GB3_②_对于振动频率为(0的谐振子,能量具有最小单位0,该谐振子的能量E只能是0的整数倍,而不能是其它值,即
E=n0n=1,2,3…(1-1-1)
能量的最小单位0称为能量子,或量子,它和振动频率0有如下关系:
0=h0(1-1-2)
其中h为常数,大小为6.626×10-34Js,称为普朗克常数,
谐振子吸收或发射能量时,能量的变化为
E=E1-E2=n10-n20=n1-n20(1-1-3)
即,能量的吸收和发射不是连续的,必须以量子的整数倍一份一份的进行。
这种物理量的不连续变化称为量子化。
2.光电效应和爱因斯坦的光量子论
光电效应:
光照在金属表面上,金属发射出电子的现象。
金属中的电子从光获得足够的能量而逸出金属表面,称为光电子,由光电子组成的电流叫光电流。
光电效应的实验事实:
对于特定的金属,电子是否逸出,决定于光的频率,与光的强度无关。
即,入射光的频率必须大于某个特定值0,0称为临阈频率。
对于>(0的入射光,一经照射,电子立即逸出,没有时间上的延迟。
即,没有能量的积累过程。
_=3\*GB3_③_逸出电子的动能随光的频率而增加,与光的强度无关。
_=4\*GB3_④_逸出电子的数量,决定于光的强度,与频率无关,即,光的强度越大,逸出的电子越多。
经典电磁理论的困难:
光是波动,其能量由波的强度决定,光的强度越大,光电子的动能应越大;电子吸收光的能量是一个连续积累的过程,低强度的光长时间照射应该能使光电子逸出;频率是单位时间内的振动次数,频率越高,振动就越频繁,应该使更多的电子逸出。
这些都和实验事实不符,无法解释光电效应。
爱因斯坦的光量子论:
_=1\*GB3
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 量子力学 基础 原子结构