1、 量子物理局部温习要点 第26章 波粒二象性1 黑体辐射一.热辐射的根本不雅点1.热辐射及其特色2.描述热辐射的物理量：Mn 、Mnm二.黑体跟黑体辐射的根本法则1.黑体(相对黑体)2.黑体的Mn 的实验曲线及特色 3.两个试验定律(1)斯特潘波尔兹曼定律M = s T 4 (2)维恩位移定律 Tlm = bn m = Cn T 四.普朗克的能量子假说跟黑体辐射公式1.普朗克公式：Mn = 2phc2n 3kT e- 1hn2.普朗克假说e = hn 2.光电效应(自学)一.光电效应二.试验法则三.实际说明3 光的二象性 光子一.爱因斯坦光子假说二.对光电效应的说明 4 康普顿散射(Compt
2、on Scattering)一.康普顿散射及试验特色 二.康普顿的实际说明1.物理图象2.会由能量守恒 、动量守恒 处置微不雅粒子的碰撞咨询题。3.对康普顿效应的说明。 5 粒子的动摇性 德布罗意关联： hl p =e =hn ， 6 概率波(多少率波)玻恩假设：| Y |2 = Y Y * 7 不断定关联一.坐标跟动量的不断定的关联hhhDyDPy 2DxDPx 2DzDPz 2 二.时刻与能量的不断定关联DEDt h/2 三.会用不断定关联作数目级预算跟说明一些景象(如零点能的存在) 第27章 薛定谔方程一.薛定谔方程一维薛定谔方程 Y t= ih ( ) h22m-( ) 2Yx2+ U
3、(x, t)Y 一维薛定谔方程二.定态薛定谔方程一维定态薛定谔方程h22m-d2dx2= Ey (x) +U(x) y (x) 三.会用波函数的物理前提来解复杂咨询题 1一维有限深方势阱的处置及后果 2. 一维势垒的穿透多少率 h-2a2m(U0 -E)T exp( ) 3 谐振子的后果第28章 原子、分子的能级与光谱1 氢原子的能级与光谱一.玻尔的氢原子实际二.量子力学的修改三.氢原子能级与光谱后果与图2 碱金属原子的能级与光谱一. 碱金属原子的能级与光谱s pd f4s4p4d4f432n3s3p3d2s2pLi基态Li原子H原子特色及图 主线系： 各 nP 2S (最低S)第一辅线系：各
4、 nD 2P (最低P)(漫线系)第二辅线系：各 nS 2P (最低P)，(n2)(锐线系)基线系： 各 nF 3D (最低D)二.角动量空间量子化Lz = ml h z BL (ml = l , l-1,-l+1 ,-l ) *轨道磁矩在磁场偏向的投影 ml z = -(e/2m)Lz = -(e/2m) ml h ml z = -ml mBehmB =2m玻尔磁子(是轨道磁矩的最小单位): 三.电子自旋1.史特恩-盖拉赫试验(主要试验)2.电子自旋的假设自旋角动量： S = s(s +1) h 自旋量子数s = 1/2 z BSh/2-h/2自旋在特别偏向的投影：Sz = ms h 自旋磁
5、量子数： ms = (1/2) ms = -( ) Sem自旋磁矩 史特恩-盖拉赫试验的意思：(1)证明了空间量子化；(2)证明了自旋的存在。 片面描述一个电子的活动形态需求5个量子数： n, l, ml , s, ms 四.碱金属原子能级跟光谱的精密构造 1.自旋轨道耦合能DEls = -msBl SL 2.角动量分解 LJS J = L + S 总角动量巨细J = j( j +1) h 总角动量量子数 j = l+s, |l-s|Jz = mj h总角动量在特别偏向的投影 总角动量磁量子数 mj = j, j -1, , -j +1, -j , (共2j +1个取值) DEls 跟量子数
6、l, s, j 有关 3.能级的精密构造 (fine structure)(1)能级 Enlj = Enl +DEls碱金属精密构造能级跟 n ,l, j有关 (s不写)(2)能级决裂状况 S能级不决裂；Dn =DEhc1n3l(l +1) 其余能级均分为两层。 裂距为： 特色: 对异样的 n， l年夜的能级决裂小 (例：3D比3P决裂小) 对异样的 l， n年夜的能级决裂小 (例：4P比3P决裂小)精密构造能级的形态标记 n 2s +1Lj 例3P能级的精密构造决裂3 2P3/23 2P1/23 PDEl sDEl s裂距DE 3P能级： n = 3， l =1， 又s = 1/2 j =
7、1+(1/2)， 1- (1/2 ) = 3/2， 1/24.光谱的精密构造(1)抉择定那么 D l = 1 D j = o， 1(2)各谱线系谱线的决裂 主线系：由 nP最低S58935890 5896 10-4eV2eV3 S (基态)3 2S1/2 (不决裂)3 2P3/23 2P1/23 P例钠的主线系的第一条谱线(波长最长的) 特色：主线系是双线构造3 2P3/23 2P1/2n 2D5/2n 2D3/2钠第一辅线系：由各D 最低 P(漫线系) 特色： 三线构造 n 2S1/2 3 2P3/23 2P1/2钠 第二辅线系：由各S 最低 P (锐线系) 特色：双线构造 4 原子的壳层构
8、造(自学)一.泡利不相容道理 (Pauli exclusion principle)统一个n 构成一个壳层(K, L, M, N, O, P)，一样 n, l 构成一个支壳层(s, p, d, f, g, h)， Zn= S(2l + 1) 2 = 2n2l=0n-1主量子数为n的壳层内可包容的电子数 为：二.能量最小道理 5 X 射线谱 一. X 射线发射谱 延续谱、 线状谱：发生及特色ZeKLMNOL系K系KbLaKaKgKdLbLg KMLNOn53214KaKbKgK系LaLbLgL系二.莫塞莱(Moseley)定律 n (Z - 1) Ka KaKbZ nOK 线系的莫塞莱定律 6分
9、子的能级与光谱一.分子的活动形态 分子能量 (以双原子分子为例) E = Ee + EV + EJ10-110-2 eV10-310-4 eV eV滚动能级振动能级电子能级 电子-振-转光谱 (可见、紫外) 振-转光谱 (近红外、微米波) 纯滚动谱 (远红外、毫米波、厘米波) 二.滚动能级 纯滚动谱 1.滚动能级 EJ = BhcJ(J+1)108Bhc6Bhc4Bhc2Bhc432J20 Bhc12 Bhc6 Bhc2 Bhc0 BhcE2Bn (3)滚动能级图 能级特色：不等间距，J越年夜 间距越 年夜2.纯滚动谱只要滚动能质变更时发生的光谱。(1)抉择定那么： D J = 1(2)谱线频
10、率、波数：nJ = nJ/c = 2B(J +1)波数： 即： 2B，4B，6B，8B， 特色：谱线等间距(波数距离相称) DnJ = 2B 纯滚动谱在远红外跟微波区 (在种种分子光谱中，是波长最长的谱) 在毫米波段的远红外区。四.分子的振-转光谱 振动、滚动能量同时变更时发生的光谱 1.能级构造 E = EV + EJE = (V+ )hn0 + BhcJ(J+1)12 J4321043210V=1V=0hn04B2BR支(DJ=1)(DJ=-1) P支nn0 2. 跃迁状况(1)抉择定那么 D V= 1， D J = 1发射谱：V =V+1， J= J+1; J-1 V 、J：上能级量子数
11、 n0：称基线频率 R支： J =J+1 (DJ=1 )n = n0 +2B(J+1)可得 J =0,1,2,(下能级量子数) n n0特色： 谱线波数距离2B P支：J=J-1 (DJ=-1)n = n0 - 2BJ 可得 J=1,2,3,(下能级量子数)特色: n N1 二.光缩小感化1.激光在任务物资内传达时的净增益I0II + dIoxx + dxx G =dIIdx界说：增益系数G (gain coefficient) 即 单位长度上光强添加的比例。 I = I0 eGx 2.思索激光在两头反射镜处的消耗I0I2I1R1R2 L全反射局部反射激光输入 R1 R2 e2GL 1 - 阈
12、值前提(threshold condition)G ln( ) = Gm 12L1R1R2 满意阈值前提，才会有实践的光缩小 或 Gm = ln( ) 12L1R1R2 式中 Gm称阈值增益， 即发生激光的最小增益。三.光学谐振腔的感化 (optical harmonic oscillator)两个反射镜之间的范畴称作光学谐振腔。R1R2鼓励动力激光输入光学谐振腔 光学谐振腔的感化：1.操纵光束传达偏向2.延伸了任务物资(加强光缩小感化)3.选频感化(使激光存在极好的单色性)(1)应用阈值前提选频 由 R1 R2 e2GL 1(2)应用驻波频率距离选频法 小结：发生激光的须要前提 1.粒子数反转(有适宜的亚稳态能级)； 2.鼓励动力(使原子激起)； 3.光学谐振腔(偏向性，光缩小，单色性)。主要试验安装、后果曲线图热辐射；光电效应；Compton效应；电子衍射试验；斯特恩-
