1. 十九世纪末期,物理学理论在当时看来已经发展到相当完善的阶段,形成了三门经典学科。
这三门经典学科分别是______,______,______.2. 按经典的物质概念,物质可以分为两类,一类是____,另一类是______.3. 二十世纪初,经典物理学遇到了无法克服的困难。
这些困难分别是____,_____,______及_________.4. 经典物理中,对实物的运动采用_____来描述,实物的运动遵守______。
5. 经典物理中,对辐射场的运动采用_____来描述,辐射场的变化遵守______。
6. 在经典概念下,实物的基本特性是_______和________.7. 在经典概念下,辐射场的基本特性是_______和_______.8. 在经典概念,粒子性是指_____和______.9. 在经典概念,波动性是指_____和______.10. 在经典概念,波动性和粒子性___(填是否可以)统一于同一物质客体.11. 光的波动性的理论基础是________.12. 光的波动性的实验证据是________.13. 光的粒子性的实验证据是______,______,______.14. 光的粒子性的理论依据是______,______.15. 微粒的粒子性是指微观粒子的______,即_______以及______.16. 微粒的波动性是指__________.17. 微粒的粒子性的实验证据是______.18. 按照爱因斯坦光子假设,光子的能量E和动量P与光波的频率ν和波长λ的关系为E=____,P=____.19. 按照德布洛依假设,能量为E、动量为P的自由粒子其相应的物质波的波长λ=____,频率ν=___.20. 自由粒子的动能为E,速度远小于光速,则德布罗依波长λ=____.21. 电子被电势差V(伏)加速,则德布罗依波长λ=____.22. 按照德布洛依假设,粒子的能量E、动量P与相应的物质波的频率ν,波长λ的关系是____,______.23. 历史上第一个肯定光除了波动性之外还具有粒子性的科学家是____.24. 历史上第一次用实验证明实物具有波动性的科学家是________.25. 能量为E,动量为P的自由粒子的平面波的表达式是________.26. 玻尔的氢原子理论包含三条假设,分别是_____,_____,_____.27. 索末菲对玻尔的轨道量子化条件推广为__________.28. 玻尔的频率条件表示为________.29. 任何态函数用动量本征函数展开的表达式为_____________.30. 任何态函数在动量表象中的表达式为________________.31. 波函数是指__________.32. 按照波函数的统计解释,粒子在空间各点出现的几率只决定于_________.33. 微观粒子的量子状态最显著的特点是_____________.34. 波函数乘一个常因子,所描的状态______.(填是否改变)35. 量子力学第一条基本假设是____________________.36. 波函数的统计解释是__________________________.37. 物质波与经典波的重要区别有两点,其一是____________,其二是_____________.38. 波函数的归一化条件是________________.39. 体系的状态用.则粒子在t时刻在点(x,y,z)周围体元dτ内出现的几率是_____.40. 非平方可积的波函数可以归一化为_____,也可以用箱归一化方法归一化为___.41. 自由粒子的本征函数若归一化为δ函数,则A=____.42. 自由粒子的本征函数若归一化为1,则A=____.43. 自由粒子的本征函数若归一化为δ函数,则其动量是_______.44. 自由粒子的本征函数若归一化为一,则动量取____,其值_____.45. 量子态迭加的对象是_______,经典态迭加对象是_______.46. 经典态迭加的结果是___(填可以或不可以)出现各点强度为零的状态.47. 量子态迭加的结果是___(填可以或不可以)出现各点强度为零的状态。
48. 在量子态迭加原理中,的主要区别是________.49. 电子在晶体表面衍射后的状态用平面波的迭加表示为_______.50. 在经典力学中,质点的状态用________,在确定状态中各力学量是_______.51. 在量子力学中,粒子的状态用________,在确定状态中,粒子的各力学量是_______.52. 在经典力学中,质点的运动遵守_______,但量子力学中,量子态的变化遵守_________.53. 薛定格方程必须满足的两个条件是______,______________.54. 粒子在力场中运动,则粒子的薛定格方程为______________.55. 自由粒子的薛定格方程为_____.56. 粒子在势场U(r,t)中运动,则薛定格方程为_____.57. 能量算符和等价的条件是_________.58. 哈密顿算符的一般形式是_____.59. 哈密顿算符显含时间时薛定格方程只能写成_________.60. 哈密顿算符显不含时间时薛定格方程可以写成_________.填空题 答案1. 经典力学,经典电磁学(含电动力学),经典热力学和统计物理。
2. 实物、辐射场。
3. 黑体辐射,光电效应,原子的光谱线系及固体在低温下的比热。
4. 坐标和动量、 牛顿运动定律。
5. 电场强度和磁场强度,麦克斯威尔方程组。
6. 内禀性质的可分割性,运动规律的非迭加性。
7. 内禀性质的不可分割性,运动规律的迭加性。
8. 内禀性质的可分割性,运动规律的非迭加性.9. 内禀性质的不可分割性,运动规律的迭加性。
10. 不可能.11. 光的电磁理论.12. 光的干涉和光的衍射.13. 黑体辐射,光电效应,康普顿效应.14. 普朗克的能量子假设,爱因斯坦的光量子假设.15. 原子性或颗粒性,内禀性质的不可分割性和力学量的不连续性。
16. 与粒子相联系的物质波的迭加性.17. 电子在晶体表面的衍射。
18. hν,19.20.,21.22. E=h ν,P =23. 爱因斯坦.24. 戴维逊和革末.25.26. 定态假设,频率条件,轨道量子化条件.27.28.29.30.31表示描写微观粒子的波的函数.32. 波函数在空间各点的相对强度.33. 状态确定后体系的各种力学量不一定完全确定.34. 并不改变.35. 微观粒子的状态用波函数描写.36. 波函数在空间某一点的强度与粒子在该点出现的几率成正比。
37. 物质波不是可测量的物理量的空间分布随时间的变化,物质波具有一个常因子的不确定性。
38.39.40.函数,1.41.42.43. 可以取连续值44. 分立值,45. 态函数, 场量即电场强度或磁场强度.46. 可以.47. 不可以.48. 在态的强度中必定有产生的干涉项.49..50. 用坐标和动量来描写 唯一确定的51. 波函数来描写 不一定唯一确定52. 牛顿运动方程, 薛定格方程。
53. 方程是线性的,方程的系数不应包含状态参量。
54.55.56.=.57. 体系处于定态.58. 势场U不显含时间.59..60.库Ⅱ. 第一类:简要回答问题1. 19世纪末期,物理学的发展取得了哪些成就?遇到了哪些困难?2. 试概括阐述经典物理关于物质的概念和物质运动的描述。
3. 经典概念下,实物具有怎样的共同性质?试述经典概念下的粒子性。
4.经典概念下,辐射场具有怎样的共同性质?试述经典概念下的波动性。
5. 经典物理关于物质性质的描述具有怎样的特点?6. 怎样正确理解光的波粒二象性?7. 怎样正确理解微观粒子的波粒二象性?8. 在微观领域内,物质是具有二象性的,试述你对光的粒子性的理解。
9. 在微观领域内,物质是具有二象性的,试述你对实物粒子波动性的理解。
10. 试比较微观粒子与经典粒子的区别。
1.十九世纪未期,物理学理论既取得了辉煌的成就,又遇到了无法克服的困难。
具体从以下几个方面可以看出。
一方面,当时一般的物理现象都可以从相应的理论中得到说明:①物体的机械运动在速度远小于光速时,准确地遵守牛顿力学的规律,以牛顿运动三定律为基础的力学和声学构成了经典力学;②电磁现象的基本规律和光的波动理论(光的电磁理论)统一归结为麦克斯韦尔方程组,由电磁学和电动力学共同构成经典电磁学;③热现象的基本规律以及由大量分子构成的系统的宏观性质归结为经典热力学和统计物理学。
以上,就是十九世纪未期物理学发展所取得的辉煌成就。
另一方面,由生产力的巨大发展,对科学实验不断提出新的要求,促使科学实验从一个发展阶段进入到另一个新的发展阶段。
就在经典物理取得辉煌成就的同时,人们发现了一些新的物现象:①黑体辐射问题。
这个问题研究的是辐射与周围物体处于平衡状态时的能量按波长(或频率)的分布规律。
实验得出的结论是:热平衡时辐射能量密度按波长分布的曲线,其形状和位置只与黑体的绝对温度有关,而与空腔的形状及组成的物质无关。
这一结果用经典理论无法解释。
②光电效应。
光照射到金属上时,有电子从金属中逸出。
实验得出的光电效应的有关规律同样用经典理论无法解释。
③原子的光谱线系。
实验发现,原子所发出的光其光谱为线状光谱,且光谱分为若干线系。
原子光谱这种性质和特征,用经典物理无法解释。
④原子的稳定性。
当时卢瑟福的原子核式结构模型已提出并被学术界公认。
按卢瑟福的原子核式结构模型,电子在核外绕核运转。
但按照经典电动力学,加速运动的带电粒子必然产生辐射。
这样电子在绕核运动时必然不停地向外辐射能量,从而绕核运动的半径r不断减少,最后坠入原子核子中。
因此按经典物理学,原子是一个不定的粒子,最终都要蜕化为原子核。
但事实上原子是相当稳定的中性微粒。
所以说经典物理学不能解释原子的稳定性。
⑤固体在低温下的比热。
实验发现,由经典的统计物理所给出的固体的定容比热公式在室温附近及较高温度很符合,但在低温时实验数值较小,而且实验的比热数值随温度降低得很快。
当温度趋于绝对零度时比热也趋于零。
这种现象是经典统计物理所无法解释的。
除了上述事实外,还有康普顿效应等其它一些现象也是经典物理无法解释的。
这些都是经典物理所遇到的困难。
这些困难暴露了经典物理局限性,为量子力学的建立提供了实验依据。
2. 在经典物理中,关于物质的存在形式其基本观点是:自然界的物质分为两类.一类是实物,另一类是场,即辐谢场.在经典物理中这两类物质具有截然不同的性质,它们遵守不同的运动规律,实物的运动遵守牛顿定律,辐射场的变化满足麦克斯威尔方方程.对这两种不同的物质,经典物理采用了两种截然不同的描述方式。