量子力学第一章-量子力学的诞生-郭华忠

四川大学物理科学与技术学院

有关物理和量子力学

细推物理须行乐，何用浮名绊此身。杜甫 《曲江二首》

杜甫(公元712—公元770)

茅屋为秋风所破歌

八月秋高风怒号，卷我屋上三重茅。茅 飞渡江洒江郊，高者挂罥长林梢，下者飘 转沉塘坳。 南村群童欺我老无力，忍能对面为盗贼。 公然抱茅入竹去，唇焦口燥呼不得，归来 倚杖自叹息。 俄顷风定云墨色，秋天漠漠向昏黑。布 衾多年冷似铁，娇儿恶卧踏里裂。床头屋 漏无干处，雨脚如麻未断绝。自经丧乱少 睡眠，长夜沾湿何由彻！ 安得广厦千万间，大庇天下寒士俱欢颜。 风雨不动安如山。呜呼！何时眼前突兀见 此屋，吾庐独破受冻死亦足

Anyone who has not been shocked by quantum physics has not understood it.丹麦物理学家。他通过引入量 子化条件，提出了玻尔模型来 解释氢原子光谱，提出互补原 理和哥本哈根诠释来解释量子 力学，对二十世纪物理学的发 展有深远的影响。

Niels Henrik David Bohr(1885.10~1962.11)

I think I can safely say that nobody understand quantum mechanics.理查德· 菲利普· 费曼(Richard Phillips Feynman),1918年5月 11日—1988年2月15日，美国著名 物理学家，1965年，因在量子电动 力学方面的成就而获得诺贝尔物理 学奖。

Richard Phillips Feynman

(1918~1988)

量子力学参考书 中文参考书： 《量子力学教程》(第二版),曾谨言， 科学出版社 《量子力学教程》,周世勋，高等教育出 版社 《量子力学》(第二版),苏汝铿，高等 教育出版社

量子力学参考书 英文参考书： Quantum mechanics, C. Cohen-Tannoudji, B. Liu, F. Laloe Quantum mechanics, W.Greiner, Springer Quantum mechanics,Non-relativistic theory, L. D. Landau, E. M. Lifshitz, Pergamon Press

学习方法处理好三个关系： 形象和抽象 -注意培养抽象思维能力 演绎和归纳 -注意要接受新的观点 学习归纳法培养创造性思维 物理和技术 -学习应用物理原理在技术上创新

绪论 量子力学的诞生§1 经典物理学的困难 §2 量子论的诞生 §3 实物粒子的波粒二象性

经典物理学的困难

(一)经典物理学的成功19世纪末，物理学理论在当时看来已经发展到相当完善的阶 段。主要表现在以下两个方面：

(1) 应用牛顿方程成功的讨论了从天体到地上各种尺度的力 学客体体的运动，将其用于分子运动上，气体分子运动论， 取得有益的结果。1897年汤姆森发现了电子，这个发现表明 电子的行为类似于一个牛顿粒子。 (2) 光的波动性在1803年由杨的衍射实验有力揭示出来，麦 克斯韦在1864年发现的光和电磁现象之间的联系把光的波动 性置于更加坚实的

基础之上。

引言 十九世纪末，经典物理已相当成熟， 对物理现象本质的认识似乎已经完成。 但在喜悦的气氛中，还有两朵 小小的令人不安的乌云：?热辐射的 紫外灾难

跳出传统的物理学框架！ 寻找以太的 零结果 相对论 热辐射的紫外灾难 量子论 相对真理 绝对真理

(二)经典物理学的困难但是这些信念，在进入20世纪以后， 受到了冲击。经典理论在解释一些新 的试验结果上遇到了严重的困难。 (1)黑体辐射问题 (2)光电效应 (3)氢原子光谱

黑体辐射(普朗克的能量子假说) 分子(含有带电粒子)的热运动使物体辐射 电磁波。这种与温度有关的辐射称为热辐射 (heat radiation)。

热辐射的电磁波的能量对频率有一个分布。 温度不同，热辐射的电磁波的能量不同， 频率分布也不同。例如加热铁块，随着温度的升高: 开始不发光→ 暗红 → 橙色 → 黄白色

同一个黑白花盘子的两张照片

室温下，反射光

1100K,自身辐射光 (与温度有关)