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第21章量子物理基础Foundationsofquantumphysics一个人要是对量子物理学不曾感到震惊，他就根本没有理解它。——尼尔斯·玻尔经典物理学主要研究的是宏观领域的物理现象。经典物理学虽然在宏观领域取得了巨大的成功，但有它的局限性。相对论指出了经典物理学的第一个局限性——不适用高速运动领域。量子物理学指出了经典物理学的第二个局限性——不适用于电子、原子、分子等微观领域。量子理论首先是从黑体辐射问题上突破的。1900年，Planck为了解决经典理论解释黑体辐射规律的困难，引入了能量子（QuantumofEnergy）的概念，为量子理论奠定了基础。随后，Einstein针对光电效应与经典理论的困难，提出了光量子（LightQuantum）的假设，并在固体比热问题上成功地应用了能量子的概念，为量子理论的进一步发展打开局面。1913年，Bohr在Ruthorford原子有核模型的基础上，应用量子化的概念解释了氢原子光谱，从而使前期量子论取得了很大的成功，为量子力学的建立打下了基础。从普朗克首先提出量子概念开始，其间，经过爱因斯坦、玻尔、德布罗意、玻恩、海森伯、薛定谔、狄拉克等许多物理大师的创新努力，到20世纪30年代，就建立了一套完整的量子力学理论。21-1黑体辐射普朗克能量子假说21-2光的量子性21-3氢原子光谱的实验规律玻尔理论21-4德布罗意假设电子衍射实验21-5波函数薛定谔方程21-6测不准关系21-7一维势阱势垒隧道效应教学内容：量子物理学研究的对象是微观粒子（如电子、原子、分子等）。而微观粒子往往有我们意想不到的性质。这其中最主要和最普遍的是微观粒子的量子性和波动性。教学基本要求一了解热辐射的两条实验定律：斯特藩—玻耳兹曼定律和维恩位移定律，以及经典物理理论在说明热辐射的能量按频率分布曲线时所遇到的困难。理解普朗克量子假设。二了解经典物理理论在说明光电效应的实验规律时所遇到的困难.理解爱因斯坦光子假设，掌握爱因斯坦方程。三理解康普顿效应的实验规律，以及爱因斯坦的光子理论对该效应的解释。理解光的波粒二象性。七了解波函数及其统计解释。了解一维定态的薛定谔方程，以及量子力学中用薛定谔方程处理一维无限深势阱等微观物理问题的方法。五了解德布罗意假设及电子衍射实验。了解实物粒子的波粒二象性。理解描述物质波动性的物理量（波长、频率）和描述粒子性的物理量（动量、能量）之间的关系。六了解一维坐标动量不确定关系。四理解氢原子光谱的实验规律及玻尔氢原子理论。