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(學者推薦)量子力學電子科技大學學士學位論文淺談

更新時間:2024-02-25 文章作者:佚名 信息來源:網絡整理 閱讀次數:

下面簡述這些難點: 黑體輻射 當完整的黑體與熱輻射達到平衡時,輻射能量密度會隨著頻率的變化而呈現一條曲線。 韋恩從熱力學的一般理論考慮和實驗數據分析中得出了一個半經驗公式。 但韋恩的公式并不完全符合所有的實驗數據。 在長波長波段,韋恩公式與實驗嚴重偏離。 和Jeans還根據經典電動力學和統計物理學推導了黑體輻射能量分布公式。 他們推導出的公式在長波長部分與實驗結果比較一致,但與短波長部分完全不一致。 這促使普朗克尋求韋恩公式和瑞利-詹斯公式之間的協調和統一,其結果是一個二參數普朗克公式,它不僅與實驗最匹配,而且具有最簡單的形式(韋恩公式除外)。 普朗克提出這個公式后,很多實驗物理學家立即用它來分析當時最準確的實驗數據,發現吻合得非常好。 他們認為,如此簡單的公式與實驗如此一致絕非偶然。 這個公式中一定有一個非常重要但尚未被揭示的科學原語,即光電效應。 直到電子的發現,人們才認識到光電效應。 它是由于紫外線照射,大量電子從金屬表面逸出的現象。 經過實驗研究發現,光電效應表現出以下特點: 任何一種金屬都存在一定的臨界頻率。 當照射光的頻率必須大于臨界頻率時,可以觀察到光電子從電極逸出。 光電子的能量與照射光的頻率有關,與光的強度無關。GQ2物理好資源網(原物理ok網)

光強度只影響光電流的強度,光電流是單位時間內從金屬電極單位面積逃逸的電子數量。 當入射光的頻率大于臨界頻率時,無論光線有多弱,只要光線照射到其上,幾乎立即就會觀察到光電子。 這些都是不符合經典電磁理論的。 經典電磁理論無法解釋這些特征原子的線性光譜及其規律。 電子科技大學學士學位論文. 人們有很多關于光譜的信息。 經過對這些信息的整理和分析量子物理基礎公式總結,發現譜線波長有一定的規律,原子光譜是分離的線譜而不是連續分布。 這樣,人們自然會提出疑問:產生原子線性光譜的機制是什么? 為什么這些譜線的波長有這么簡單的規律呢? 原子穩定性盧瑟福的原子模型成功地解釋了粒子的大角度偏轉,但它也是不完美的,并且還存在一些問題:關于原子的穩定性。 根據經典電動力學,電子以加速運動繞原子核運行。 電子的能量會越來越小,因此電子會減速,軌道半徑會不斷縮小。 最后,它們會落到原子核上,并相應地發出廣泛的連續輻射。 光譜,這與觀察到的原子線光譜相矛盾。 此外,盧瑟福模型原子對于與外部粒子的碰撞也非常不穩定。 但現實世界表明,許多原子在自然界中穩定存在。 能量均分定理不適用于溫度很低時固體和分子的比熱問題。 量子理論就是通過解決這些生產實踐與科學實驗和經典物理學之間的矛盾而逐漸建立起來的。GQ2物理好資源網(原物理ok網)

2.早期量子理論 量子力學是在舊量子理論的基礎上發展起來的。 舊量子理論包括普朗克量子假說、愛因斯坦光量子論和玻爾原子論。 普朗克的量子假說 1900年,普朗克推導出了一個關于黑體輻射的公式:這個公式稱為普朗克公式。 此后,他致力于找出這個公式的真正物理意義。 根據玻爾茲曼的思想,他做出了如下假設:黑體是由帶電諧振器組成的。 這些諧振器的能量不能連續變化,只能取一些離散值。 。 諧振子的最小能量為,這個最小能量稱為能量離子,h稱為普朗克常數。 諧振子的能量是能量量子的整數倍。 能量量子概念的提出確實令人震驚。 它打破了經典物理學中連續性和平滑性的概念。 人們很難接受,連普朗克本人都感到困惑,而這會帶來革命性的變化。 愛因斯坦的光量子理論 普朗克早期量子理論論文的少數親密朋友之一是伯爾尼專利局的一位年輕專利審查員阿爾伯特·愛因斯坦。 愛因斯坦覺得能量元素假說生動、真實、令人震驚。 “他腳下的地板似乎被拖走了并掛在那里,沒有任何基礎可以建造它。” 此后,愛愛因斯坦一生致力于尋找“堅實的基礎”。 愛因斯坦沒有等到找到令人滿意的概念基礎,就開始跟進普朗克的工作,發現使量子理論再次向前邁出一大步的原理。 中國電子科技大學學士學位論文愛因斯坦采用了與普朗克1900年文章類似的風格,簡潔、巧妙、多方面的討論,發展了光子的概念。GQ2物理好資源網(原物理ok網)

熵的概念和熱力學基本方程再次打開了量子領域的大門。 輻射場的熵方程使該場像理想氣體一樣,包含大量但數量有限的獨立粒子。 每個輻射量子(用當前術語來說)都是一個光子。 攜帶普朗克能量元素h給出的總能量,其中v現在代表輻射的頻率,如果有N個光子,那么總能量為ENh 從這個方程中,愛因斯坦得出結論,輻射場就像一個理想的輻射場一樣氣體中,含有N個獨立粒子——光子,每個單獨光子的能量為h。 毫無疑問,愛因斯坦相信這個推測,但我不知道世界上是否還有人同意他的觀點。 那是1905年,普朗克的量子假說還沒有被任何人注意到,但愛因斯坦卻將其應用到了光和其他輻射領域,邁出了普朗克本人十年來都不愿意邁出的一步。 愛因斯坦引用的最重要的實驗證據是“光電效應”,即明亮的紫外線照射在真空中制備的純金屬表面上會產生電流。 愛因斯坦認為,只要將實驗中的照明光視為粒子型光子的集合,光電效應的這種奇特性質就可以這樣理解:他假設了光子將能量傳遞給電子的一種簡單機制。金屬:“根據入射光的尺寸h來看,我們可以想象光以如下方式發射電子。當光子穿透金屬體的表層時,它們的能量也至少部分地轉化為電子的動能。最簡單的方法是想象這是一個光子將其所有能量釋放給電子的過程,我們假設這就是實際發生的情況。GQ2物理好資源網(原物理ok網)

這就是愛因斯坦利用普朗克量子假說提出光量子概念并解決光電效應問題的原因。 玻爾的原子量子理論 1911年,英國物理學家盧瑟福提出了一種全新的原子結構模型:原子內部大部分空間是空的,其中心有一個質量小、質量大、帶正電的核心。 有一個帶電的核心,帶負電的電子以某種方式在核心外部的空間中移動。 這個原子模型看起來更像是一個微型太陽系,原子核是太陽,電子是繞太陽運行的行星。 建立了新的原子模型,但尚未完成。 仍然存在很多問題,尤其是電磁理論,面臨著嚴重的困難。 經典麥克斯韋電磁理論預測,當電子繞原子核運動時,由于異性電荷的吸引,它們必然會相互靠近并釋放輻射能。 最后,原子的能量會越來越小,電子最終會落到原子核上消失。 也就是說,盧瑟福描述的原子不可能穩定存在超過1秒,由它們組成的物質世界根本不可能存在。 現在,盧瑟福模型需要一個更好的解釋,它需要一個稱為量化的理論解釋。 當盧瑟福原子模型與麥克斯韋電磁理論遇到不可調和的沖突時,年輕的玻爾面臨著學術信仰的選擇。 玻爾憑借他的科學遠見,選擇了盧瑟福原子模型。 玻爾創造性地運用普朗克-愛因斯坦概念解決原子結構和原子光譜問題,提出了原子量子論。GQ2物理好資源網(原物理ok網)

主要包括兩個方面:原子能夠而且只能以一系列離散能量對應的狀態穩定存在。 電子科技大學學士學位論文. 這些狀態稱為靜止狀態。 因此,原子能的任何變化只能以兩個穩態之間的躍遷形式發生。 當原子在兩個靜止狀態之間轉變時,它會以獨特的頻率吸收或發射輻射。 普朗克的能量量子論、愛因斯坦的光量子論和玻爾的原子量子論構成了我們常說的早期量子論。 從歷史順序來看,這看似同源,甚至合乎邏輯,但實際上三者各有特色。 早期的量子理論雖然未能完全脫離經典物理的概念,成為完整的理論體系,但卻為量子力學的建立奠定了堅實的基礎。 3、量子力學的不斷發展量子力學和相對論是構成現代物理學的兩大理論支柱。 量子力學自20世紀初創立以來,隨著實踐的發展而不斷發展。 物理學設立了三個研究物質微觀結構的子學科,即原子物理學、原子核物理學和粒子物理學。 粒子物理學的基本理論是量子場論。 量子電動力學和量子色動力學都屬于量子場論的內容。 量子電動力學是電子和光子的理論,而量子色動力學是夸克和膠子的理論。 在量子電動力學中,電子和正電子通過光子的虛擬交換相互作用。 在量子色動力學中,夸克和反夸克通過膠子的虛擬交換相互作用。GQ2物理好資源網(原物理ok網)

粒子物理學的標準模型認為,物質的基本構件是三代輕子和夸克。 輕子包括電子、電子、電子中微子、中微子和中微子。 夸克包括上夸克、下夸克和粲夸克。 奇異夸克、頂夸克、底夸克。 輕子和夸克之間有四種基本相互作用,即引力(由引力子g傳遞,尚未發現)、電磁相互作用(由光子傳遞)、弱相互作用(由中間玻色子傳遞)和強相互作用(由膠子G傳遞)。 標準模型理論成功地經受住了所有的實驗檢驗并取得了很高的成就。 但該理論涉及的參數過多(約19個),且這些主觀參數的來源至今無法理解。 需要注意的是,電磁相互作用、弱相互作用和強相互作用已經統一起來,稱為Grand。 然而,引力相互作用和這三種相互作用尚未統一量子物理基礎公式總結,這種努力仍在進行中。 建立量子力學的重大事件年表 建立量子力學的重大事件年表 - 1884年 1893年 1900年 1902年 大事記 發現氫譜經驗公式 發現黑體輻射位移定律 瑞利提出經典輻射定律 普朗克引入量子假說 發現光電效應 經驗定律 1905年 1911年 1913年 1921年 中國電子科技大學 學士學位論文事件 愛因斯坦理論,解釋光電效應,揭示微觀物體波粒二象性 盧瑟福提出核原子模型玻爾提出了原子結構理論,用量子躍遷假說解釋了原子光。 斯特恩和格拉赫證實了原子磁矩的量子年。 1923 年 1925 年 1926 年 1927 年事件。 德布羅意創立了物質波理論并創立了量子理論(基體力垂直波動力學),并被證明與基體力學等價。 測不準原理 1928年 1929年 1931年 事件 狄拉克在量子力學中提出了相對論,并預言了正電子的存在。 泡利提出了相對論量子場論。 泡利提出了中微子假說。 中國電子科技大學學士學位論文摘要。 學習量子的經驗。 當讀到力學這一章時,我對它的發展歷史產生了濃厚的興趣。GQ2物理好資源網(原物理ok網)

教科書從黑體輻射問題開始,引出了普朗克的量子假說和愛因斯坦的光量子論。 同時,在分析盧瑟福原子結構模型時,結合氫原子光譜,推導了玻爾理論(穩態假說、軌道量子化假說、躍遷假說),并對氫原子光譜進行了補充和解釋。 在早期量子理論的16章之后,量子力學的研究開始了。 對德布羅意波的研究引發了我的一系列思考,戴維森-杰默實驗讓我對德布羅意波有了更透徹的認識。 在量子力學的學習過程中,薛定諤方程的學習尤為重要。 基礎學科課程——數學物理方程詳細講解薛定諤方程,從內值問題分析薛定諤方程。 因為有了數學方程的基礎,我很快就理解了大學物理中薛定諤方程的詳細描述。 通過大學物理的學習,我對量子力學有了一定的了解,為下學期的專業課程——量子力學與統計物理做好了鋪墊。致謝:朱老師孜孜不倦的教學,高尚的師德,一絲不茍的作風,嚴謹而嚴謹的態度。求實的態度和深厚的專業知識,不僅使我樹立了遠大的學術目標,掌握了基本的物理學習方法,而且使我懂得了GQ2物理好資源網(原物理ok網)

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