量子力学(曾谨言).ppt

量子力学与统计物理为什么要学习量子力学和统计物理学？这面临着两个问题：

1、信号电磁波所覆盖的区域包括大量的元件，每个元件的工作状态有随机性，但器件的响应具有统计性；
2、构成元件的材料的体积属于原子团物理的范畴，即每个粒子含有有限个原子（102－109个原子）。这时的统计平均具有显著的涨落，必须考虑量子效应。量子力学1.1经典物理学的困难 19世纪末，物理学界建立了牛顿力学、电动力学、热力学与统计物理，统称为经典物理学。其中的两个结论为
1、能量永远是连续的。
2、电磁波（包括光）是这样产生的：带电体做加速运动时，会向外辐射电磁波。牛顿力学-支配天体和力学对象的运动；
杨氏衍射实验-确定了光的波动性；
Maxwell方程组的建立-把光和电磁现象建立在牢固的基础上；
统计力学的建立。而一旦深入到分子、原子领域，一些实验事实就与经典理论发生矛盾或者无法理解。20世纪初物理学界遇到的几个难题2原子的稳定性问题－原子塌缩
按照经典理论，电子将掉到原子核里，原子的寿命约为1ns。
3黑体辐射问题－紫外灾难
按照经典理论，黑体向外辐射电磁波的能量E与频率的关系为

4.光电效应的解释
光照射到金属材料上，会产生光电子。但产生条件与光的频率有关，与光的强度无关。
能量量子化的假设能量量子化概念对难题的解释能量量子化概念对难题的解释普朗克（Planck）大胆假设：无论是黑体辐射
也好，还是固体中原子振动也好，它们都是以
分立的能量显示，即能量模式是不连续
的。经典的能量分布几率而对于Planck假设的能量分布几率，则为
于是，用电动力学和统计力学导出的公式

当（高频区）

Wein公式

当（低频区）

Rayleigh–Jeans公式
能量量子化概念对难题的解释1.2光的波粒二象性爱因斯坦方程光子的能量与动量光的波粒二象性光的波粒二象性1.3微粒的波粒二象性1物质波的概念2实物粒子的波动3电子与分子的衍射与干涉实验4波粒二象性既不是经典的粒子，也不是经典的波1.4不确定关系物质波的观点直接导致这样一个结论：
无法同时准确测量一个粒子的坐标和动量

q－坐标，p－动量

量子力学的特点：《量子力学》的作用学习《量子力学》时应注意的问题学习量子力学，其困难在于：所以，我们强调参考书目