第十五章 量子物理 习题课
第十五章量子物理 学基本要求 了解热辐射的两条实验定律:斯特藩玻耳兹 曼定律和维恩位移定律,以及经典物理理论在说明热辐 射的能量按频率分布曲线时所遇到的困难.理解普朗克 量子假设 了解经典物理理论在说明光电效应的实验规律 时所遇到的困难.理解爱因斯坦光子假设,掌握爱因斯 坦方程 理解康普顿效应的实验规律,以及爱因斯坦的 光子理论对这个效应的解释.理解光的波粒二象性
第十五章 量子物理 2 教学基本要求 一 了解热辐射的两条实验定律：斯特藩—玻耳兹 曼定律和维恩位移定律，以及经典物理理论在说明热辐 射的能量按频率分布曲线时所遇到的困难. 理解普朗克 量子假设. 二 了解经典物理理论在说明光电效应的实验规律 时所遇到的困难. 理解爱因斯坦光子假设，掌握爱因斯 坦方程. 三 理解康普顿效应的实验规律，以及爱因斯坦的 光子理论对这个效应的解释. 理解光的波粒二象性. 习 题 课
第十五章量子物理 理解氢原子光谱的实验规律及玻尔氢原子理论 五了解德布罗意假设及电子衍射实验.了解实 物粒子的波粒二象性.理解描述物质波动性的物理量 (波长、频率)和描述粒子性的物理量(动量、能 量)之间的关系 六了解一维坐标动量不确定关系 七了解波函数及其统计解释.了解一维定态的 薛定谔方程,以及量子力学中用薛定谔方程处理 维无限深势阱等微观物理问题的方法
第十五章 量子物理 3 七 了解波函数及其统计解释 . 了解一维定态的 薛定谔方程， 以及量子力学中用薛定谔方程处理一 维无限深势阱等微观物理问题的方法 . 五 了解德布罗意假设及电子衍射实验. 了解实 物粒子的波粒二象性. 理解描述物质波动性的物理量 （波长、频率）和描述粒子性的物理量（动量、能 量）之间的关系. 六 了解一维坐标动量不确定关系 . 四 理解氢原子光谱的实验规律及玻尔氢原子理论. 习 题 课
第十五章量子物理 内容提要 光的波粒二象性 1、光的浪动性光的干涉、衍射和偏振 2、光的粒子性 (1)、黑体辐射 斯忒藩波尔兹曼定律E=aT4 维恩位移定律AT=b
第十五章 量子物理 4 习 题 课 内容提要 一、光的波粒二象性 １、光的波动性 ２、光的粒子性 光的干涉、衍射和偏振 （1）、黑体辐射 斯忒藩-波尔兹曼定律 4 E T = 维恩位移定律 m T b =
第十五章量子物理 普朗克黑体辐射公式 inch 1 e(,T) 况kT 1 光电效应 爱因斯坦光电效应方程 hv=A+=mv-(A=hvo) 红线频率 4遏止电压 771 eU
第十五章 量子物理 5 普朗克黑体辐射公式 2、光电效应 2 5 2 1 ( , ) 1 hc kT c h e T e = − 2 0 1 ( ) 2 h A mv A h = + = 爱因斯坦光电效应方程 红线频率 1 2 2 mv eU = a 0 A h = 遏止电压 习 题 课
第十五章量子物理 3、康普顿效应 h A元=-o (-cos )=2n sin 电子的康普顿波长 0.024n 4、光电效应与康普顿效应的区别 (1)、物理过程 光电效应:光子被束缚电子吸收,打出电子 康普顿效应:光子被自由电子散射,电子被反冲
第十五章 量子物理 6 习 题 课 3、康普顿效应 （1）、物理过程 2 0 (1 cos ) 2 sin 2 e e h m c = − = − = 电子的康普顿波长 e 0.024 e h nm m c = = 4、光电效应与康普顿效应的区别 光电效应：光子被束缚电子吸收，打出电子 康普顿效应：光子被自由电子散射，电子被反冲
第十五章量子物理 (2)、主要公式 光电效应:m=A+1m2能量守恒 康普顿效应:12=h (1-cosφ)能量、动量守恒 c (3)、光子能量 光电效应:低能,h>A(束缚),紫外线100mm 康普顿效应:中能,h≥A(自由),x线0.0~0.1m
第十五章 量子物理 7 习 题 课 （2）、主要公式 (1 cos ) e h m c = − （3）、光子能量 康普顿效应： 光电效应： 1 2 2 h A mv = + 能量、动量守恒 能量守恒 康普顿效应： 光电效应： 低能，h A nm ( 100 束缚），紫外线 中能，h A nm ( 1~ 0.1 自由），X射线0.0
第十五章量子物理 米 (4)、光的波粒二象性 光子能量E=hv光子动量=h hv 光子质量m==2 (5)、微观粒子的波粒二象性 ①、德布罗意波长元 非相对论效应v≤c,EmC ,k=2m
第十五章 量子物理 8 （4）、光的波粒二象性 光子能量 E hv = 光子动量 h hv p c = = 光子质量 2 hv m c = （5）、微观粒子的波粒二象性 ①、德布罗意波长 h p = 非相对论效应 2 2 0 0 , , , 2 k k p v c E m c E m = 习 题 课
第十五章量子物理 h 电子波长兄 1.225 2me K 相对论效应 2-m2c2=m0c2(-1) kh h hc mv move P√E2-m ②、微观粒子的波粒二象性 能量E=mc2=hν动量P=mv
第十五章 量子物理 9 电子波长 2 2 2 0 0 ( 1) E mc m c m c k = − = − 2 0 K h m E = 0 h h mv m v = = 相对论效应 v c → 1.225 a nm U = 2 2 4 0 h hc p E m c = = − ② 、微观粒子的波粒二象性 能量 2 E mc hv = = 动量 h p mv = = 习 题 课
第十五章量子物理 ③、不确定度关系AxAp≥h,AEMt≥h ④、波函数=w 表示单位体积内粒子出现的几率。 具有单值、连续、有限、归一化的性质 ⑤、四个量子数n,l,m12m 主量子数=12.3,…确定电子能量的主要部分 h 角量子数=012,3…(n-1),L=√(+1) 确定电子能量的次要部分
第十五章 量子物理 10 ③、不确定度关系 x p h E t h , ⑤、四个量子数 ④ 、波函数 2 * = 表示单位体积内粒子出现的几率。 具有单值、连续、有限、归一化的性质。 , , , n l m ml s 主量子数 n n, 1,2,3 , = 确定电子能量的主要部分。 角量子数 , 0,1,2,3 ( 1), ( 1) , 2 h l l n L l l = − = + 确定电子能量的次要部分。 习 题 课