2022-2023学年高二物理竞赛课件：量子物理简介

量子物理简介 量子论是研究微观粒子运动规律及物质的微 观结构的理论。 A brief introduction to Quantum mechanics 量子物理简介 第十六章 量子物理基础 §16-1 黑体辐射 普朗克量子假设 §16-2 光的量子性 §16-3 玻尔的氢原子理论 §16-4 粒子的波动性 §16-5 测不准关系 §16-6 波函数 薛定谔方程 §16-7 薛定谔方程在几个一维问题中的应用 物体在不同温度下发出的各种电磁波的能量按波长的分布随温度而不同的电磁辐射 热辐射 一、热辐射 绝对黑体辐射定律 单色辐射本领(单色辐出度) 波长 为的单色辐射本领是指单位时间内从物体的单位面积上发出的波长在 附近单位波长间隔所辐射的能量。 §16-1 黑体辐射 普朗克量子假设 如果一个物体能全部吸收投射在它上面的辐射而无反射,这种物体称为绝对黑体,简称黑体。 0 1 2 3 4 5 6 (μm) 1700K 1500K 1300K 1100K 1、 斯忒藩—玻尔兹曼定律 黑体辐射的总辐射本领(辐射出射度) (即曲线下的面积) 当绝对黑体的温度升高时,单色辐射出射度最大值向短波方向移动。 2、 维恩位移定律 峰值波长 实验值 维恩 瑞利-金斯 紫 外 灾 难 二、普朗克量子假设 h—普朗克常数 普朗克得到了黑体辐射公式: c ——光速 k ——玻尔兹曼恒量 普朗克量子假说(一开始纯粹只是为了数学上的拟合) (1)黑体是由带电谐振子组成,这些谐振子辐射电磁波, 并和周围的电磁场交换能量。 (2) 这些谐振子能量不能连续变化,只能取一些分立值,是最小能量 的整数倍,这个最小能量称为能量子。 M.V.普朗克 研究辐射的量子理论,发现基本量子,提出能量量子化的假设 1918诺贝尔物理学奖 为什么能量量子化问题 在经典力学中没出现? 太小了,根本观测不到 例子:假定有一质量为1kg的球悬挂在劲度系数为k=10N/m的弹簧下,作振幅A=0.04m的简谐振动,问这个振子的总能量为多少?如果量子数改变1则能量变化率为多少? $