量子力学基础ppt课件

1、第三章：量子力学初步,背景知识: 傅里叶变换（NO.9）,普通人眼中的声音：,音乐人眼中的声音,物理人眼中的声音,傅立叶变换与拟变换：,具有时间周期性的函数f(t)：,类比，可得到具有空间周期性的函数f(x)：,考虑到德布罗意关系，得到,平均值的求法,问题的提出：量子力学的基本规律是统计规律，波函数只包含概率的含义。对于任何物理量，只有求出它对应的平均值后，才能和实验上观测到的量相比较。如何求平均值呢？,例如一根质量分布均匀的木棒，长L，坐标位置x可以在0-L直接的任何地方，那么它的平均值：,对任意x的函数 f(x) 在定义域0, L范。

2、一、引 言,二、量子信息的特性,三、量子密码,四、量子通讯,五、量子计算机,六、结束语,量 子 通 信,一、引言,信息科学面临挑战,信息科学在改善人类生活质量和推进社会文明发展中发挥着无可比拟和令人惊叹的作用，但在信息化的进程中人类也面临越来越严重的问题，如当今信息系统的处理能力已接近极限值的程度。,量子通信又称量子隐形传送，“teleportation”一词是指一种无影无踪的传送过程。量子通信是由量子态携带信息的通信方式，它利用光子等基本粒子的量子纠缠原理实现保密通信过程。量子通信是一种全新通信方式，它传输的不再是经典。

3、量子力学简史,19世纪下半叶，经过很多科学家的努力，经典物理学的大厦得以建立。经典物理学，描述的是宏观，低速，能量（的传递）是可以连续变化的，和弱引力状态的物理现象，但是随着科学技术的提高，和人们对自然现象观察的深入，有一些现象是经典物理学所不能解释。物理学遇到了前所未有的困难。,1900年开尔文在英国皇家研究所发表演说时，提到：“动力学理论断言热和光都是运动的方式，现在这一理论的优美性和明晰性被两朵乌云遮蔽的黯然失色了。”一朵是由于光的波动理论引起的对其传播介质以太测量的失败（即迈克尔孙莫雷实验），一。

4、第三章 量子力学初步,内容： 1、微观粒子的波粒二象性2 、不确定关系3、波函数及其物理意义4、薛定谔波动方程 5、 量子力学问题的几个简例6、量子力学对氢原子的描述,1900年，普朗克，黑体辐射，辐射能量量子化,1905年，爱因斯坦，光电效应，光量子,1913年，玻尔，氢原子光谱，量子态,薛定谔 (Erwin Schrdinger, 18871961),薛定谔在德布罗意思想的基础上，于1926年在量子化就是本征值问题的论文中，提出氢原子中电子所遵循的波动方程(薛定谔方程)，并建立了以薛定谔方程为基础的波动力学和量子力学的近似方法。薛定谔方程在量子力学中占有。

5、,量子現象,陳家駒 成大物理系,Outline-舊瓶裝新酒,物理如何描述這個世界?-簡述從古典力學到量子力學的建立簡介量子理論,From Classical Mechanics to Quantum Mechanics,Orobouros,伽利略(15641642),牛頓(16421727),那年我們年紀小,牛頓運動定律,軌跡,行星軌道運動以及圓周運動,單狹縫繞射,單狹縫繞射後,雙狹縫干射,多狹縫干射,光柵,Secret from God: Quantum Mechanics,Secret from God: Quantum Mechanics,BLACKBODY,PHOTOELECTRIC EFFECT,MILIKANS DATA,Hanbury Brown and Twiss Interferometer,Particle Aspect of Light,Coincident P。

6、1,第四章 力学量用算符表示与表象变换,4.1 算符的运算规则,2,线性算符：,如果算符满足下列条件,则算符是线性算符,3,刻画可观测物理量的算符都是线性算符。,（通常）,4,这是算符最基本的运算。,对于任意的波函数都成立,5,6,（4）算符对易,讨论两个算符是否对易，一般是将它们作用在任意波函数上，看它们是否相等。,若相等,则对易。,即,比如将要讨论的位置算符,7,而,因为对任意波函数：,那么,8,若一力学量有经典对应，可用这个关系导出其对易式。,对易关系的运算性质：,9,角动量算符的对易关系,角动量,在直角坐标系中的分量表达式,10,其中,1。

7、2020年1月3日1时49分,1,第1章量子力学基础BaseofQuantumTheory,结构化学电子教案2014,2020年1月3日1时49分,2,微观物体运动遵循的规律量子力学，被称为是20世纪三大科学发现（相对论、量子力学、DNA双螺旋结构）。

8、张 甫 宽理学院物理系,大学物理,电子教案,量子力学基础,第18章,W.海森伯 创立量子力学，并导致氢的同素异形的发现,1932诺贝尔物理学奖,微观粒子的空间位置要由概率波来描述，概率波只能给出粒子在各处出现的概率。任意时刻不具有确定的位置和确定的动量。,X方向电子的位置不确定量为：,第1节 不确定关系,X方向的动量 px 的不确定量为：,第1级暗纹的衍射角满足：,考虑到在两个第一级极小值之外还有电子出现，所以：,微观粒子的位置和动量的不确定关系：,物理意义：微观粒子的位置和动量不能同时确定,这就是著名的海森伯不确定关系式,例1：。

9、* 1大 学 物 理量子物理基础大学物理教学网站： http:/218.199.86.220* 2第 23章 量子物理基础23.1 实物粒子的波粒二象性23.2 概率波与不确定性原理23.3 波函数23.4 薛定锷方程23.5 概率波函数与薛定锷方程的应用23.6 薛定锷方程应用在氢原子26.7 多电子的原子系统 原子的壳层结构* 323.1 实物粒子的波粒二像性光具有波粒二像性：德布罗意 (Louis Victor de Broglie)提出既然光有二像性，那么一般 实物粒子也应该有二像性。 既实物粒子除了我们熟悉的粒子性的一面，还有其波动性的另一面。* 4波动性 ：粒子性 ：实物粒子有波动和粒子的二。

10、 力学量 表示一个体系力学性质的量。 微观体系的力学量与经典系统的力学量有着重要的区别的： 经典力学体系中假定力学量都是可以连续变化的，任何两个力学量如： 可同时具有确定值，即存在轨道的概念； 正是由于这种差别的存在，在量子力学中引入算符来。

11、量子物理基础一重要基本概念：1.普朗克量子假说2爱因斯坦光子理论：3光电效应本质：4康普顿效应本质：5玻尔氢原子理论三条基本假设：6物质波:7不确定关系:8波函数:9泡利不相容原理:10能量最小原理：11四个量子数:12重要公式:13重要数。

12、1,前面我们实际上学习了量子力学的四个基本原理：,原理3 体系状态的波函数可以用算符的本征函数来展开,原理2 力学量可以用厄米算符来描述,原理1 微观体系的状态可以用波函数完全描述,原理4 体系状态的波函数要满足Schrdinger方程。,今天我们开始学习第五个基本原理-,全同性原理,2,5.5 全同粒子系统和波函数的交换对称性,1、全同粒子,经典粒子：,有轨迹，可分辨,概念：,在量子力学中，把固有性质如电荷、质量、磁矩、自旋等内禀属性完全相同的粒子称为全同粒子。,3,性质,用量子力学的的第五个基本原理描述-,全同性原理：,全同粒子体系的状。

13、第一 PPT模板网， www.1ppt.com结构化学第一 PPT模板网， www.1ppt.com结构化学基础 (第 四 板 )周公度 段连运 编著参考教材1. I.N.Levine, Physical Chemistry , 6th edition, 2008. page 590733, Chap1719.2. P. Atkins, Physical Chemistry, 8th,2005Chap812, page243429 第一 PPT模板网， www.1ppt.comPart 1. 量子力学基础第一章：量子力学基本原理 (7)Part 2. 原子结构运用量子力学原理处理原子结构第二章：原子结构与性质 (7)Part 3. 分子结构运用量子力学原理处理分子结构课程内容第一 PPT模板网， www.1ppt.com第三章：共价键与。

14、第一 PPT模板网， www.1ppt.com结构化学第一 PPT模板网， www.1ppt.com结构化学基础 (第 四 板 )周公度 段连运 编著参考教材1. I.N.Levine, Physical Chemistry , 6th edition, 2008. page 590733, Chap1719.2. 结构化学，江元生著 第一 PPT模板网， www.1ppt.comPart 1. 量子力学基础第一章：量子力学基本原理 (7)Part 2. 原子结构运用量子力学原理处理原子结构第二章：原子结构与性质 (7)Part 3. 分子结构运用量子力学原理处理分子结构课程内容第一 PPT模板网， www.1ppt.com第三章：共价键与双原子分子 (8)第四章：分子对称性 (4)第五。

15、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。

16、第十二章 量子力学基础第一节 玻尔的氢原子结构理论氢原子光谱的规律玻尔氢原子理论卢瑟福原子核模型原子发光 原子内部结构一 氢原子光谱的规律性 红蓝紫 1885年瑞士数学家巴耳末发现氢原子光谱可见光部分的规律其中1890 年瑞典物理学家里德伯给出氢原子光谱公式里德伯常量 氢原子光谱规律启发人们对原子内部结构的畅想和探索 .巴耳末公式波数 莱曼系紫外巴尔末系可见光帕邢系布拉开系普丰德系汉弗莱系红外 原子具有线光谱；实验表明： 各谱线间具有一定的关系巴耳末系656.3nm486.1nm434.0nm410.2nm 每一谱线的波数都可表达为两个光谱项之。

17、第六篇 量子论早期量子论量子力学相对论量子力学普朗克能量量子化假说爱因斯坦光子假说康普顿效应玻尔的氢原子理论德布罗意实物粒子波粒二象性薛定谔方程波恩的物质波统计解释海森伯的测不准关系狄拉克把量子力学与狭义相对论相结合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15-1 黑体辐射 普朗克量子假设一、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。如果一个物体能全部吸收投射在它。

18、量子力学基础 第六章 量子力学基础6.1 量子力学的实验基础第六章 量子力学基础大学物理（ 3）电子教案作业（ 1）习题 :2,4,7,8预习 :教材6.3 6.46.6 量子力学的体系和发展6.5 力学量和算符6.4 薛定谔方程6.3 波函数6.2 不确定关系 卷首页习题课量子力学基础 6.1 量子力学的实验基础6.1量子力学的实验基础一 .德布罗意假设 实物粒子的波粒二象性1.新思想的形成背景2.德布罗意关系式3.两个典型例题(1).已知自由粒子速度为 u， 求粒子一 .德布罗意假设二 .对玻尔量子化条件的解释三 .电子衍射实验的波长章首页量子力学基础 6.1 量子力学的实。

19、结构化学结构化学周艳霞 北京大学药学院药学院 304 82801508zhouyanxiabjmu.edu.cn第一章 量子力学基础 绪绪 论论一、结构化学的研究对象结构化学是研究原子、分子、晶体的微观结构、运动规律以及结构与性能关系的一门基础学科。第一章 量子力学基础 二、结构化学的中心问题键长键角对称性原子间连接方式原子轨道分子轨道成键能力几何结构 ：分子和晶体在空间的分布电子结构 :描述电子运动状态的波函数第一章 量子力学基础 三、结构化学的研究方法 量子力学Schrdinger方程 现代分析测试技术原子结构分子结构晶体结构利用现代物理测试手段。