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作者: 添加时间:2016/11/10 11:54:43 欣赏:

普朗克 能量可取值也不克不及在一定的,而只能是某些特定的分立值.依据这个模型,坚定外形的氢原子的能量 2 E=1mv2-Ze e 24πεr 0 是负的并且其值与正整数n的平方成正比, 24 mZe en222 E=-2n(4πε0).. .这个正整数n称为主量子数. §3.5 物质粒子的双重属性和量子力学的创立   25     玻尔提出,当氢原子从一个能量高的坚定外形变到能量较低的坚定外形时,多余的能量就要以电磁辐射的情势放出,表现为一个有确定能量的光量子.在玻尔的实践中,除了量子论中新引进的普朗克常量外,没有引进任何新的常量.依据玻尔的氢原子模型实践,严厉地脂肪酸值利来最老的品牌、准确地导出了普遍形貌氢原子光谱的里德伯公式: 224 2πmZe11 emn32 ν=(4πε)2hm2-n. 0   玻尔的氢原子模型实践是人们相识原子世界的庞大的一步,是一个里程碑.1922年,玻尔被付与诺贝尔物理学奖.  再颠末15年,物理学家们对原子世界物质活动的基本规律有了极新的相识,创立了量子力学.   §3.5 物质粒子的双重属性和量子力学的创立   

1924年,法国物理学家德布罗意(LouisVictordeBroglie)提出在原子世界中不但电磁波有双重属性,既是颠簸,又是微粒,并且全部的物质粒子也都普遍有双重属性,既是颠簸,又是微粒.在电子活动转达时,既表现为一个个电子的活动转达,又表现为某种 “电子波”的活动转达,可以表现出波的干预干预、衍射等征象和特性.正由于物质粒子的这种基天禀子,不但是光量子,完备物质粒子都只能一个个地被发射和吸取,同时完备物质粒子活动时又都依照颠簸活动转达的基本规律.德布罗意提出具有能量E和动量p的物质粒子又表现为频率 ν和波长 λ的颠簸,它们之间由普遍公式 E=hν, p= λh 讨论. -10   原子的直径约莫是1埃,埃的标志是 ?,1?=10m,是原子物理学中常用的长度的单位.X射线是一种电磁波.X射线的波长在0.06?到10?之间.要是电子在10000V的电压下加快活动,依据德布罗意的实践,多么的电子将表现为波长为0.4?的 “电子波”,应该表现出和X射线类似的颠簸性.  关键是要从实行下去查验电子可否有颠簸性!  1927年,美国物理学家戴维孙(ClintonJosephDavissson)、革末(LesterHelbert

利来最老的品牌Germer)用电子束投射到镍单晶上,结果观察到和X射线照射异常的衍射征象.英国物理学家汤姆孙(GeorgePagetThomson)颠末快速电子穿过薄金属片,也观察到了衍射图样.他们的实行证明白德布罗意的假定.   第三章 2   260世纪初物理学的革命   全部的物质粒子也都普遍有双重属性,既是颠簸,又是微粒.这就决议了全部的物质粒子的活动规律不克不及约莫地归结为经典物理学中粒子的活动规律.  那么微观粒子的活动和经典粒子的活动有什么差异?  思量某种微观粒子,比如电子,以动量p和能量E向某一方向作匀速直线 2 活动,粒子的速率为v=pEc.由相对论知道,要是微观粒子的活动质量是m, 222 则E=cmc+p,多么只需这种微观粒子的活动质量不为零,总有v<c.但是多么的微观粒子活动又表现为单色平面波的转达,这个平面波的频率 ν和 波长λ区分为 ν=Eh,λ=hp,多么物质波的波速,也就是物质波的相位转达 2 速率为u=νλ=Ep=cv>c.因此一样伟大说来,物质波的相位转达速率大于真空 中的光速.但是物质波的相位转达并

利来最老的品牌不克不及用来转达信号,相位转达速率不是信号转达速率.实际上单色平面波转达已往并不代表传已往任何信号,由于能量正比于波的振幅相对值的平方,单色平面波的振幅是匀称的,没有任何改造,它的转达不克不及转达信号.要能转达信号,要思量相邻频率的平面波的叠加构成的波包,观察波包极大振幅的转达速率,这就是波包转达能量的速率,称为物质波的群速率.物质波的群速率为 2 vg=ddν1 =ddEp=pEc=v. λ 这说明,尽管物质波的相位转达速率大于真空光速,但是物质波的信号转达速率即物质波的群速率,它便是物质粒子的活动速率,小于真空光速.只需活动质量为零的微观粒子的相位转达速率便是信号转达速率,便是真空中的光速,光子就是这种微观粒子.  可以在经典力学的底子上对类氢离子的布局、电子的活动举行观察.电子在电荷为Ze的中心力场中活动的哈密顿(Hamilton)量为 22 H=p- α, α=Ze. 2mr4πε0电子的活动有两个守恒量:总能量E和角动量L.在E<0时,电子活动的轨迹是一个椭圆,其长半轴a和短半轴b区分为 a=-2αE, b=L .-2mE电子有颠簸性,电子沿椭圆轨道活动一周构成驻波则活动是坚定的.活动一周构成驻波的条件为 §3.5 物质粒子的双重属性和量子力学的创立   27   2 n ∮ds=∮dsmv=∮mvdt λhh=

利来最老的品牌h∮th珔=-h,,,, 2Kd=2KT2ET n=123. 此中周期T可由角动量的物理意义决议.角动量是质量乘面积速率的2倍: L=2mπTab, 即 T=2πm-2αE-12mE. 由此失失电子活动构成驻波的条件为n=2πmα,h-2mE即 2224 2πmαmZe 22222 E=-nh=-2n(4πε).. , 0 这正是玻尔给出的氢原子能级公式.   电子在作椭圆轨道活动时,沿径向活动也是来回的周期性活动,沿径向运 动的电子波也要构成驻波.电子波在径向活动构成驻波的条件为 rr2 nr=∮dr=∮drmv=∮mv2dt=2∮K-1mrdθ2dt λhhh 2dt r =h珔h=-hET-h,r,,,, 2KT-2πL22πL n=0123. 即L 2πmαnr+ .. =h-2mE.这标明电子活动的角动量为 L=(n-n)..=nθ .., nθ=1,2,3,. 这正是索末菲(ArnoldSommerfeld)生长玻尔模型给出的电子轨道角动量量子化的公式.  1925年,德国物理学家海森伯(WernerKarlHeisenberg)提出了矩阵力学.1926年,奥天时物理学家薛定谔(ErwinSchroedinger)提出颠簸力学,并且证明矩阵力学和颠簸力学是等价的,它们是微观世界物质粒子活动的基本规律 — ———量子力学的差异表述.1928年,英国物理学家狄拉克(PaulAdrienMauriceDirac)提出了相对论性的电子论,创立了相对论性量子力学.  由于在探求新物理规律方面的风雅孝敬,1929年,德布罗意被付与诺贝 r   第三章 2   280世纪初物理学的革命 尔物理学奖;1932年,海森伯被付与诺贝尔物理学奖;

19333年,薛定谔和狄拉克被付与诺贝尔物理学奖;1937年,戴维孙和汤姆孙被付与诺贝尔物理学奖.  从1924年到1928年,物理学阅历了一场庞大的改造,物理学家们相识到:微观物质粒子活动的力学规律不再因此牛顿三定律为底子的经典力学,而是应声物质粒子双重属性的量子力学.  创立了量子实践,掩藏在热的动力学实践上的乌云转化为宣告量子力学实践降生的彩霞.   §3.6 真空光速疑问   几个世纪以来,关于光的实质是什么,光的微粒说与颠簸说展开了旷日暂时的论争.到了19世纪末,颠簸说已完全占了下风,麦克斯韦把经典物理学中的电磁实践生长到了近乎美满的水平,并预言了无线电波的存在,电磁波以真空光速的速率转达,光是一种电磁波.既然光是一种电磁波,那么它显然应当是一种颠簸.至此,颠簸说曾经取得了决议性的告成.  从真空中的麦克斯韦方程组给出:真空中电磁波各向异性地以速率c转达.这是敷衍麦克斯韦方程组创立的空中参考系