《大學(xué)物理下教學(xué)課件》量子物理-文檔資料

1、大學(xué)物理下教學(xué)課件量子物理-文檔資料大學(xué)物理下教學(xué)課件量子物理-文檔資料愛因斯坦光電效應(yīng)方程根據(jù)能量守恒定律A為電子從金屬表面逸出時所需的逸出功。愛因斯坦光電效應(yīng)方程根據(jù)能量守恒定律A為電子從金屬表面逸出時2 康普頓散射2 康普頓散射光子電子電子光子自由電子開始時處于靜止?fàn)顟B(tài)。能量守恒定律動量守恒定律光子電子電子光子自由電子開始時處于靜止?fàn)顟B(tài)。能量守恒定律動量電子的康普頓波長 波長的偏移與散射物質(zhì)以及入射光的波長無關(guān)，僅決定于散射角。電子的康普頓波長 波長的偏移與散射物質(zhì)以及入射光的波長無關(guān)，解（1）例1 波長 的X射線與靜止的自由電子碰撞, 在與入射角成 角的方向上觀察, 問（2）光子的能量

2、損失了多少？（1）散射波長的改變量 為多少？（3）反沖電子獲得多少動能？（2） 光子的能量損失 （3） 反沖電子的動能光子的能量損失解（1）例1 波長 例2 一能量為4.0103eV的光子與一個靜止電子碰撞后，電子能獲得的最大動能是多少？解：當(dāng)光子與電子正碰而折回時，能量損失最大， 這時光子的波長為：能量為：電子獲得的動能：例2 一能量為4.0103eV的光子與一個靜止解：當(dāng)光子例3 康普頓散射中，入射光的波長為0.003nm，反沖電子速度為0.6c。求：散射光的波長及散射角。解：由已知，入射光子的能量 ，散射光子 的能量 電子獲得的動能為而由相對論：例3 康普頓散射中，入射光的波長為0.00

3、3nm，反沖電子大學(xué)物理下教學(xué)課件量子物理-文檔資料定態(tài)假設(shè)。原子系統(tǒng)只能處在一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)，電子繞核運(yùn)動，不輻射電磁波。這些狀態(tài)稱為原子系統(tǒng)的穩(wěn)定狀態(tài)，并具有相應(yīng)的能量。頻率條件。當(dāng)原子從一個定態(tài)躍遷到另一定態(tài)時，發(fā)射或吸收一個光子。量子化條件。這些定態(tài)下，電子的角動量必須滿足：3 玻爾氫原子理論定態(tài)假設(shè)。原子系統(tǒng)只能處在一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)，電子繞核運(yùn)玻爾半徑原子中第n個穩(wěn)定軌道的半徑電子在第n個穩(wěn)定軌道上運(yùn)動時，基態(tài)能級氫原子系統(tǒng)具有量子化的能量值（能級）玻爾半徑原子中第n個穩(wěn)定軌道的半徑電子在第n個穩(wěn)定軌道上運(yùn)動n=4n=3n=2n=1r =r1r =4r1r =9r1r =

4、16r1萊曼系巴耳末系帕邢系n=4n=3n=2n=1r =r1r =4r1r =9r1r126534萊曼系巴耳末系帕邢系布拉開系-1.51eV-3.39eV-13.6eV-0.85eV126534萊曼系巴耳末系帕邢系布拉開系-1.51eV-3例、氫原子發(fā)射一條波長為=434nm的譜線。 問：1.該譜線屬于哪一線系？ 2.氫原子是從哪一能級躍遷到哪一能級 輻射出該譜線？ 3.最高能級為E5的大量氫原子最多能發(fā) 射幾個譜系？幾條譜線？解： 1. =434nm屬于可見光，巴耳末系。 2.氫原子是從5能級躍遷到2能級輻射的譜線。 3.最高能級為E5的大量氫原子最多能發(fā) 射4個譜系；10條譜線。例、氫原

5、子發(fā)射一條波長為=434nm的譜線。解： 1. 對于實(shí)物粒子，該粒子的德布羅意波（物質(zhì)波），波長為4 德布羅意波對于實(shí)物粒子，該粒子的德布羅意波（物質(zhì)波），波長為4 德布電子經(jīng)電場加速后：電子經(jīng)電場加速后：電子束穿過晶體薄片的衍射K電子雙縫干涉電子束穿過晶體薄片的衍射K電子雙縫干涉例1 假設(shè)電子運(yùn)動的速度可與光速相比擬，則當(dāng) 電子的動能等于其靜止能量 2 倍時，其德布 羅意波長是多少？（m0=9.1110-31kg)解例1 假設(shè)電子運(yùn)動的速度可與光速相比擬，則當(dāng)解例2 電子與光子各具有波長0.20nm，它們 的動量和能量各是多少？解 電子與光子的動量都為：電子的能量為：光子的能量為：例2 電子

6、與光子各具有波長0.20nm，它們解 5 不確定度關(guān)系微觀粒子具有明顯的波性，在某位置上以一定的概率出現(xiàn)。粒子的位置不確定，但基本上出現(xiàn)在某區(qū)域，具有位置的不確定度。微觀粒子不可能同時具有確定的位置和動量。粒子位置的不確定度越小，動量的不確定度就越大。自由粒子的物質(zhì)波，不是單色波，波長有一定的范圍，使粒子的動量變得不確定，具有動量的不確定度。5 不確定度關(guān)系微觀粒子具有明顯的波性，在某位置上以一定的例如：子彈質(zhì)量為0.01kg，槍口直徑為0.5cm，子彈射出槍口時，橫向速度的不確定度又如：原子內(nèi)電子速度的不確定度。波動性顯著，其運(yùn)動需用在各處的概率分布描述。原子的線度約為10-10m。例如：子

7、彈質(zhì)量為0.01kg，槍口直徑為0.5cm，子彈射出6 波函數(shù)微觀粒子在某一時刻的位置，不能像經(jīng)典物理那樣確定，而需要用波函數(shù)描述它的狀態(tài)。物質(zhì)波是一種概率波。某一時刻，在某點(diǎn)處單位體積內(nèi)，粒子出現(xiàn)的概率：概率密度歸一化條件整個空間內(nèi)出現(xiàn)粒子的總概率等于1。6 波函數(shù)微觀粒子在某一時刻的位置，不能像經(jīng)典物理那樣確定7 勢阱中的粒子一維無限深勢阱勢能分布：粒子在保守力場的作用下，被限制在一定范圍內(nèi)運(yùn)動。勢能曲線是勢阱。7 勢阱中的粒子一維無限深勢阱勢能分布：粒子在保守力場的作勢阱中的波函數(shù)和概率密度勢阱中的波函數(shù)和概率密度例1、已知粒子在一維無限深勢阱中運(yùn)動，在n=1時，求粒子概率密度的最大值的

8、位置。解例1、已知粒子在一維無限深勢阱中運(yùn)動，在n=1時，求粒子概率例2、已知粒子在寬度為a的一維無限深勢阱中運(yùn)動，計(jì)算n=1時，在x1=a/4x2=3a/4區(qū)間找到粒子的概率。解例2、已知粒子在寬度為a的一維無限深勢阱中運(yùn)動，解例3、一粒子被限制在相距為l的兩個不可穿透的壁之間。描述粒子狀態(tài)的波函數(shù)為 ，c為待定常量。求在0 區(qū)間發(fā)現(xiàn)該粒子的概率。 解例3、一粒子被限制在相距為l的兩個不可穿透的壁之間。描述粒子（1）能量量子化，主量子數(shù)8 氫原子的量子數(shù)（2）軌道角動量量子化，角量子數(shù)（1）能量量子化，主量子數(shù)8 氫原子的量子數(shù)（2）軌道角動（3）軌道角動量的空間取向量子化，磁量子數(shù)角動量在外磁場方向的投影必須滿足：