西安建筑科技大学：《大学物理》课程教学资源（PPT课件）知识结构——量子力学知识结构

大学物理:知识结构 量子力学知识结构 物理系:史彭

物理系：史彭 大学物理：知识结构 量子力学知识结构

大学物理:知识结构 量子力学基础 初期量子论 量子力学 普爱波尔氢原微观粒子波粒二象性 朗因子假设 克斯 量坦 粒子性波动性 子光结实 假子论验 设 假设 里德伯 式 物理系,史彭

物理系：史彭 大学物理：知识结构 量子力学基础 初期量子论 量子力学 普 朗 克 量 子 假 设 爱 因 斯 坦 光 子 假 设 波尔氢原 子假设 结 论 实 验 里德伯 公式 微观粒子波粒二象性 粒子性 波动性

大学物理:知识结构 微观粒子波粒二象性 德布罗意假设 不确定度原理 定量计算 薛定调方程 波函数 应用 物理系:史彭

物理系：史彭 大学物理：知识结构 德布罗意假设 微观粒子波粒二象性 不确定度原理 定量计算 薛定谔方程 波函数 应用

大学物理:知识结构 氢原子(量子力学应用) 四个量子数 氢原子量子状态 能轨轨道自旋 级道角动角动 量角量空量空 子动间取间取 化量向量向量 量子化子化 子 化 物理系:史彭

物理系：史彭 大学物理：知识结构 氢原子（量子力学应用） 能 级 量 子 化 四个量子数 轨 道 角 动 量 量 子 化 轨道 角动 量空 间取 向量 子化 自旋 角动 量空 间取 向量 子化 氢原子量子状态

大学物理:知识结构 多电子原子(量子力学应用) 壳层结构 量子状态 泡能电 利量子 不最组 态 相容原理 小原理 物理系:史彭

物理系：史彭 大学物理：知识结构 多电子原子（量子力学应用） 泡 利 不 相 容 原 理 壳层结构 能 量 最 小 原 理 电 子 组 态 量子状态

大学物理:知识结构 爱因斯坦光子假说 粒子 光子 hy 光 的光子能量 E=mc=hv 波 h 粒光子质量 hch 象光子动量 p=moc- yc 性 物理系:史彭

物理系：史彭 大学物理：知识结构 一、爱因斯坦光子假说 粒子 光子 hn  n  c h c h m = = 2  n  h c h 光子动量 p = m c = = 光 的 波 粒 二 象 性 E = m c = hn 2 光子能量 光子质量

大学物理:知识结构 玻尔氢原子假设 (1)定态假设 (2)跃迁假设 E-E (3)角动量(动量矩)量子化假设 h L=mir=n 典型问题 已知能级差—求发射(吸收)光子的频率、波长 已知光子的频率(波长)、一个能级—求另一个能级 物理系:史彭

物理系：史彭 大学物理：知识结构 h Ek En | − | n = （2） 跃迁假设 （1） 定态假设 二. 玻尔氢原子假设 2π h L = mvr = n （3） 角动量（动量矩）量子化假设 典型问题 已知能级差——求发射（吸收）光子的频率、波长 已知光子的频率（波长）、一个能级——求另一个能级

大学物理:知识结构 三.玻尔理论的结果 (1)氢原子的轨道半径 n=nh1n=1,23 0.0529nm 典型问题 求 (2)氢原子的能量 E 13.6e 典型问题 求E 物理系:史彭

物理系：史彭 大学物理：知识结构 三. 玻尔理论的结果 （1） 氢原子的轨道半径 rn = n 2 r1 n =1,2,3,  r1 = 0.0529 nm （2） 氢原子的能量 2 1 n E En = E1 = −13 .6eV 典型问题 求 rn 典型问题 求 En

大学物理:知识结构 四、里德伯公式 H R2=1.0973731×10m 典型问题 已知k、n—求发射(吸收)光子的频率、波长 已知光子的频率(波长)、k—n 例用能量为125eV的电子去激 123 发基态氢原子,求受激发的氢原 n=3 子向低能级跃迁时,可能出现的 谱线波长 物理系:史彭

物理系：史彭 大学物理：知识结构 ) 1 1 ( 1 ~ 2 2 k n = = RH −  n 四、里德伯公式 7 1 1097 373 1 10 m − RH = .  典型问题 已知 k、n ——求发射（吸收）光子的频率、波长 已知光子的频率（波长）、k —— n 例 用能量为 12.5eV 的电子去激 发基态氢原子，求受激发的氢原 子向低能级跃迁时，可能出现的 谱线波长 n = 1 n = 2 n = 3 1 2 3

大学物理:知识结构 五、微观粒子的波粒二象性 实物粒子的波粒二象性 h h h 动量P=mU 波长 1-v2/c2 p mv mob E mc 能量E=m=h(频率hhh1-v2/a2 特例:电子的波长2 h 11.225 2e 典型问题 求实物粒子(电子、质子等)的波长(频率) 物理系:史彭

物理系：史彭 大学物理：知识结构 实物粒子的波粒二象性 2 2 2 0 2 h 1 /c m c h mc h E −v n = = = 2 2 0 1 /c m h m h p h v v v  = = = − E = mc = hn 2  h p = mv = 频率 波长 五、微观粒子的波粒二象性 能量 动量 特例：电子的波长 nm em U U h 1 1.225 2 0  =  = 典型问题 求实物粒子（电子、质子等）的波长（频率）