4）量子力学诞生
1923 de Broglie 电子具有波动性
1926 - 27 Davisson, G.P.Thomson
电子衍射实验
1925
Heisenberg 矩阵力学
1926
Schroedinger 波动方程
1928
Dirac 相对论波动方程
5）量子力学的进一步发展 （应用、发展）
量子力学原子、分子、原子核、固体 量子电动力学(QED)电磁场 量子场论原子核和粒子 进一步认识的问题．．．．
1900年，M. Planck (Germany, 1858 – 1947)有机会看到黑体 辐射能量密度在红外波 段的精密测量结果。
他提出两个基本假设
(1)平衡辐射场由各种频率的电磁驻波组成
(2)电磁振荡的能量是某个最小能量单元的 整数倍，即
nh , n 1, 2,
其h中 称作一个能量子。由此得到Planck
( )d
2
c2
c1Td
对整个频率范围积分，得全波段的能量密度为
u(T ) ( )d
0
这显然是发散的,与实验尖锐矛盾,关键是高频范
围与实验不符，称之为“紫外灾难”。
由经典理论导出的公式都与实验结果 不符合！
物理学晴朗天空中的又一朵乌云!
3、 Planck假设（1900）
为了解决上述问题， 物理学家们真是费尽 心思。
7.如何学好量子力学
1) 自觉摆脱经典的束缚 注重实验事实
2) 处理好形象与抽象的关系
3) 对应关系 新理论是在原有的理论基础上发展起
来的，所以在极限情况下可以回到原有的 理论，但量子范围内的很多概念找不到经 典的对应，是一个全新的领域。
8.参考书
1）周世勋《量子力学教程》 高等教育出版社 2）孙婷雅《量子力学教程习题剖析》科学出版社 3）曾谨言《量子力学》 卷 I ，高等教育出版社 4）赵凯华《量子物理》高等教育出版社
4. 本课程的主要教学内容： 量子理论的基本概念 量子力学解决问题的基本思路和方法
5. 研究对象的特点： 1) 微观：对象线度小, 活动范围小 2) 粒子除了具有粒子性, 还具有明显的波动性 3) 粒子的能量, 角动量等物理量取值分立 完全脱离了经典物理的模式
6. 为何学习量子力学 1）继续学习的需要 2）近代物理学的支柱 3）现代自然科学的基础
如相对性原理和光速不变原理
②广义相对论 推广到一般参考系和包括 引力场在内的理论
标志相对论效应的特征量是光速C
2）物质世界的层次与量子力学 ①宏观、低速物体（>10-6m，布朗颗粒 ）
----牛顿力学 ②微观物体（原子尺度~10-10m=1Å ）
----量子力学 ③介观物体（分子团簇~10-7~10-9m ）
量子力学绪言及原子稳定性 Bohr 量子化假设
绪论
{
0.1 绪言
1.什么是量子力学 研究微观粒子（原子、分子、基本粒子
等）运动规律的科学
用STM所做的
“量子围栏” 48个铁原子排列 在铜表面 证明电子波动性 的直接证明
2. 量子力学与经典力学的关系 1）近代物理学的两大支柱 相对论和量子力学
相对论： ①狭义相对论：局限于惯性参考系的理论
----量子力学效应明显 纳米技术 ④标志量子效应的特征量 h~Planck常数 量纲=[能量]·[时间] =[动量]·[长度] =[角动量]
3. 量子力学发展的动力 1）十九世纪末经典物理学的成功 2）经典物理学上空所漂浮的两朵乌云
① “以太”问 题
② 物体的比热容
3）旧量子论的形成(冲破经典－ －量子假说) 1900 Planck 振子能量量子化 1905 Einstein 电磁辐射能量量子化 1913 N.Bohr 原子能量量子化
为啥研究黑体？ 1859年基耳霍夫证明：平衡态时黑体辐射只依赖
于物体的温度，与构成黑体的材料形状无关。 实验和理论均证明：在各种材料中，黑体的光谱
辐射度(单位时间内从物体单位表面发出的电磁波能 量)最大.
两个基本概念：
①平衡辐射场： 当空腔与内部的辐射场处于 平衡，即腔壁单位面积所发射出的能量 和它所吸收的能量相等时，此时腔内的 场称为平衡辐射场。
②电磁波能量密度 ( ) ： 单位体积,频率在
d 范围内的能量，用( )d 表示。
2、 Rayleigh-Jeans公式（1900，1905） 在热平衡态下的辐射场被认识以后，
人们想知道辐射能量密度与频率之间有什 么关系。
1896年,W. Wien (Germany, 1864 - 1928) 根据热力学理论再加上几个基本假设首先 得出了空腔辐射中的一个半经验公式，即
参考书的用法
会读 会做 会记
0.2 光的波粒二象性
一、黑体辐射与Planck能量子假设
体。Байду номын сангаас
1、 黑体： 在任何温度下能够全部吸收所有频率的外来电磁波的物
其理想模型是开有小孔的空腔（见下图）
维恩设计的黑体
---空腔上的小孔
近似黑体： 向远处观察打开的
窗子时看不见窗子里的 任何东西，可以近似地 认为是黑体。
( )d
8 2
c3
公式
h
h
d
e kT 1
Planck公式( )d 8 2
c3
h
h
d
e kT 1
它在全波段范围都与实验相符。而且
当
h
kT
1时,高频
8h
c3
3
e
h kT
d（Wien公式）
当
h
kT
1时,低频
8 2
c3
kTd
（R-J公式）
（见右图）
1900.12.14，在德国的世界物理年会上，Planck提出了谱的能量 分布，并发表在“Ann der Physik”上(4,553（1901）)，并获得1918 年诺贝尔物理学奖。
( )d c1 3ec2 /T d
但非常遗憾的是，上述公式在低频范围与 实验结果不符。
J. Rayleigh (UK, 1842 - 1919) 和 J. H. Jeans (UK, 1877 - 1946)把空腔内的辐射场看作光子气 体处理了这个问题（处理方法同热统中的电子 气），得到Rayleigh-Jeans公式：
Planck量子理论的重大意义： 首次提出了微观体系能量不连续的概念--量子理论诞生的标志。
﹟
二、光电效应和Einstein光量子假设
1、 光电效应： 光照射某些金属时能从表面释放出电子的效应；产生的电子
称为光电子。
光电效应是赫兹在1887年发现的；1896年汤姆逊发现了电子之后， 勒纳德证明了光电效应中发出的是电子。