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结构化学(物质结构) 2017-5-23 2 一经典物理学 1. Newton 力学 F=ma?有经典轨道: ?能量可连续改变: E= T + V 英国伟大的数学家、物理学家、天文学家和自然哲学家,其研究领域包括了物理学、数学、天文学、神学、自然哲学和炼金术。牛顿的主要贡献有发明了微积分,发现了万有引力定律和经典力学等等,被誉为人类历史上最伟大,最有影响力的科学家。为了纪念牛顿在经典力学方面的杰出成就, “牛顿”后来成为衡量力的大小的物理单位。第一节量子力学产生的背景 2 0t2 1tavs??艾萨克·牛顿(Isaac Newton, 1642 年~1727 年) 2017-5-23 3 2. Maxwell 电磁场理论单色平面波(λ为波长, ν为频率)场强: I∝|Ψ| 2波函数描述运动状态: 麦克斯韦( James Clerk Maxwell ,1831 ~1879 ) 英国物理学家,经典电磁理论的奠基人。 t) x cos( t) (x,?????A 2017-5-23 4 3. Boltzman 、 Gibbs 的统计物理学玻耳兹曼(Ludwig Boltzmann 1844-1906 )奥地利理论物理学家,经典统计物理学的奠基人之一,他提出的玻耳兹曼能量分布律是经典统计的基础。吉布斯(Gibbs Josiah Willard, 1839~1903), 美国物理化学家 2017-5-23 5 二遇到的困难和旧量子论的解释黑体辐射所研究的问题是黑体腔内热辐射能量密度ρ随波长λ(或频率)的变化规律。 1. 黑体辐射能量密度分布不服从经典统计规律黑体是能够 100% 吸收投射到它上面的电磁波的物体。 2017-5-23 6 辐射能量与温度的关系: 4T??E斯忒蕃公式 2017-5-23 7 维恩位移定律维恩(Wilhelm Wien ,1864-1928), 1911 年诺贝尔物理学奖, 以表彰他发现了热辐射定律瑞利、金斯从能量连续的经典力学出发不能解释维恩位移定律 Km T????3 max 10 ? 2017-5-23 8 黑体辐射能量密度与波长的关系是 19 世纪末物理学家关心的重要问题之一。经典物理学在此遭遇严重困难: 维恩公式只适用于短波部分; 瑞利- 金斯公式则只适用于长波部分, 它在短波部分引出了“紫外灾变”,即波长变短时辐射的能量密度趋于无穷大, 而不象实验结果那样趋于零。 2017-5-23 9 1900 年12月14 日,普朗克公布了他对黑体辐射的研究成果。提出假设:黑体腔内辐射能的吸收或释放不能连续进行,只能以某一个最小单位做跳跃式改变,而且大小与辐射波频率有关。谐振子构成黑体能量量子化: Planck 量子论 Planck 常数: h= × 10 -34J·s ??h???hEnn??( n=1, 2, 3 …) 2017-5-23 10 近代伟大的德国物理学家, 1858 年4月23日生于基尔。 1947 年10月3日在哥廷根逝世。量子论的奠基人。获1918 年诺贝尔物理学奖。( Max Karl Ernst Ludwig Planck )