1、第五讲、量子力学基础n 经典物理的困惑n 能量的量子化n 波粒二象性n 物质波n 测不准原理n 薛定谔方程黑体辐射光电效应氢原子光谱康普顿 效应1899年 开尔文 在欧洲科学家新年聚会的贺词中说：物理学晴朗的天空上， 飘着几朵令人不安的乌云经典物理的困惑物体的运动物体的运动 - 牛顿力学牛顿力学光、电磁波光、电磁波 - Maxwell方程方程热现象热现象 - 热力学及统计物理热力学及统计物理（一）、黑体辐射热辐射 ：由热运动引起的辐射现象。如：太阳发光，火炉。：由热运动引起的辐射现象。如：太阳发光，火炉。黑 体 ：对入射的电磁波能全部吸收，且不反射和折射电磁：对入射的电磁波能全部吸收，且不反射
2、和折射电磁波的物体。波的物体。 辐出度 M(T )：单位时间内，从物体表面单位面积上 发出的所有波长的电磁波的总能量吸收比：1 维恩公式：2 (1893)2 瑞利 金斯公式：(1900-1905)实验值维恩 瑞利 -金斯紫外灾难普朗克线经典理论与实验结果的矛盾：1、维恩公式在短波段与实验相符，但在长波段与实验不符合；2、瑞利 -金斯公式则在长波段与实验相符，而在短波段与实验有明显的差别。特别是在波长趋于零时，辐出度趋于无穷大，历史上称为 “紫外灾难 ”。3、普朗克能量子假说普 朗克 提出能量子假说，推出普朗克公式，全波段与实验结果惊人符合。(1)黑体是由带电谐振子组成，这些谐振子辐射电磁波，并
3、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 。h 普朗克常数普朗克公式：当 KT很小，、略去 1 维恩公式当 kT很大时， 取前四项瑞金 公式1 维恩公式：2 瑞利 金斯公式：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诺贝尔物理学奖金属GAK光V（二）、光电效应1.定义： 当光照射到金属表面时，金属中有电子逸出的现象叫 光电效应 ，所逸出的电子叫 光电子 ，由光电子形成的电流叫 光电流 ，使电子逸出某种金属表面所需的功称为该种金属的 逸出功 。2.实验装置K 金属电极（阴极）A 阳极光电子由 K飞向 A，在回路中形成光电流。1.实验规律与电磁波理论的矛盾。(1)经典认为 光强越大，饱和电流应该大， 光电子的初动能也该大。但实验上饱和电流不仅与光强有关而且与频率有关，光电子初动能也与频率有关。(2)只要频率高于红限，既使光强很弱也有光电流；频率低于红限时，无论光强再大也没有光电流。而经典认为有无光电效应不应与频率有关。 (3)瞬时性 （ 无论光强如何微弱，从光照射到光电子出现只需要 10-9s的时间 ） 。 经典认为光能量分布在波面上，吸收能量要时间，即需能量的积累过程。
