量子力学知识点小结

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1、第一章1 .玻尔的量子化条件,索末菲的量子化条件。2 .黑体:能吸收射到其上的全部辐射的物体, 这种物体就称为绝对黑 体,简称黑体。7 .普朗克量子假说:表述1 :对于一定频率Y的辐射,物体只能以 h Y为能量单位吸收或 发射电磁辐射。表述2:物体吸收或发射电磁辐射时,只能以量子的方式进行,每个量子的能量为:& =hv o表述3:物体吸收或发射电磁辐射时,只能以能量的整数倍来实现, 即 e, 2e, 3e,。8 .光电效应:光照射到金属上,有电子从金属上逸出的现象。这种电 子称之为光电子。9 .光电效应有两个突出的特点:存在临界频率Y 0 :只有当光的频率大于一定值V0时,才有光电 子发射出来

2、。若光频率小于该值时,则不论光强度多大,照射时间多 长,都没有光电子产生。光电子的能量只与光的频率有关, 与光的强度无关。光的强度只 决定光电子数目的多少。10 .爱因斯坦光量子假说:光(电磁辐射)不仅在发射和吸收时以能量 E= h y的微粒形式出现,而且以这种形式在空间以光速 C传播,这种粒子叫做光量子,或光子。爱因斯坦方程11 .光电效应机理:当光射到金属表面上时,能量为 E= h V的光子立刻被电子所吸收,电子把这能量的一部分用来克服金属表面对它的吸引,另一部分就是电子离开金属表面后的动能。12 .解释光电效应的两个典型特点:存在临界频率Vo:由上式明显看出,当h v - Wo W0时,

3、即Y 入;波长增量入=入-入随散射角增大而增大。15 .量子现象凡是普朗克常数h在其中起重要作用的现象16 .光具有微粒和波动的双重性质,这种性质称为光的波粒二象性17 .与运动粒子相联系的波称为德布罗意波或物质波。-h 2 二=一,k =一n2 二,19 .光谱线:光经过一系列光学透镜及棱镜后, 会在底片上留下若干条 线,每个线条就是一条光谱线。所有光谱线的总和称为光谱。20 .线状光谱:原子光谱是由一条条断续的光谱线构成的。21 .标识线状光谱:对于确定的原子,在各种激发条件下得到的光谱 总是完全一样的,也就是说,可以表征原子特征的线状光谱。第二章1 .量子力学中,原子的轨道半径的含义。2

4、 .波函数的物理意义:某时刻t在空间某一点(x,y,z)波函数模的平 方与该时刻t该地点(x,y,z)附近单位体积内发现粒子的几率密度 (通常称为几率)dw(x,y,z,t) 成正比。按照这种解释,描写粒子的波 是几率波。3 .波函数的特性:波函数乘上一个常数后,并不改变在空间各点找到 粒子的几率,即不改变波函数所描写的状态。24 .波函数的归一化条件,(x,y,z,t)d-1 (2.1-7)QO5 .态叠加原理:若体系具有一系列不同的可能状态乎 1, W2, - Wn, 则这些可能状态的任意线性组合,也一定是该体系的一个可能的状 态。也可以说,当体系处于态空时,体系部分地处于态t1, 2,川

5、n中。6 .波函数的标准条件:单值性,有限性和连续性,波函数归一化。7 .定态:微观体系处于具有确定的能量值的状态称为定态。定态波函数:描述定态的波函数称为定态波函数。9 .定态的性质:由定态波函数给出的几率密度不随时间改变。粒 子几率流密度不随时间改变。任何不显含时间变量的力学量的平均 值不随时间改变。10 .本征方程、本征值和本征波函数:在量子力学中,若一个算符作用 在一个波函数上,等于一个常数乘以该波函数,则称此方程为该算符 的本征方程。常数fn为该算符的第n个本征值。波函数少n为fn相应 的本征波函数。11 .束缚态:在无穷远处为零的波函数所描述的状态。基态:体系能量 最低的态。12

6、.宇称:在一维问题中,凡波函数少(x)为x的偶函数的态称为偶(正) 宇称态;凡波函数少(x)为x的奇函数的态称为奇(负)宇称态。13 .在一维空间内运动的粒子的势能为(co 2x2)/2 , 3是常数,这种 粒子构成的体系称为线性谐振子。线性谐振子的能级为:En= (n弓),n =0,1,2,3,.14 .透射系数:透射波几率流密度与入射波几率流密度之比。 反射系数: 反射波几率流密度与入射波几率流密度之比。15 .隧道效应:粒子在能量 E小于势垒高度时仍能贯穿势垒的现象。16 .量子力学的波函数与经典的波场有何本质性的区别?答:量子力学的波函数是一种概率波, 没有直接可测的物理意义,它 的模

7、方表示概率,才有可测的意义;经典的波场代表一种物理场,有 直接可测的物理意义。17 .什么是量子力学中的定态?它有什么特征?答:定态是一种特殊状态即能量本征态,在定态下,一切显含时间的力学量(不管是否为守恒量)的平均值和几率分布都不随时间改变,粒子在空间的几率密度和几率流密度也不随时间改变。第三章1 .算符:作用在一个函数上得出另一个函数的运算符号,量子力学中 的算符是作用在波函数上的运算符号。2 .厄密算符的定义:如果算符F?满足下列等式 外曲dx=R内的dx ,则 称F?为厄密算符。式中。和。为任意波函数,x代表所有的变量,积 分范围是所有变量变化的整个区域。推论:量子力学中表示力学量的算

8、符都是厄密算符。3 .厄密算符的性质:厄密算符的本征值必是实数。厄密算符的属于不 同本征值的两个本征函数相互正交。4 .简并:对应于一个本征值有一个以上本征函数的情况。简并度:对应于同一个本征值的本征函数的数目。5 .氢原子的电离态:氢原子中的电子脱离原子的束缚,成为自由电子 的状态。电离能:电离态与基态能量之差6 .氢原子中在半径r到r+dr的球壳内找到电子的概率是:Wnl(r)dr =R j (r)r 2dr在方向(0 , d)附近立体角dQ内的概率是:wim(e严)da=Yim(e阳二7 .两函数少1和少2正交的条件是:叫2dc=0式中积分是对变量变化 的全部区域进行的,则称函数 少1和

9、少2相互正交。8 .正交归一系:满足正交条件的归一化本征函数dk或I。9 .厄密算符本征波函数的完全性:如果。n(r)是厄密算符白的正交归 一本征波函数,入n是本征值,则任一波函数少(r)可以按0 n(r)展开 为级数的性质。或者说。n(r)组成完全系。10 .算符与力学量的关系:当体系处于算符 R的本征态。时,力学量F 有确定值,这个值就是算符R在。态中的本征值。力学量在一般的状 态中没有确定的数值,而有一系列的可能值,这些可能值就是表示这 个力学量的算符的本征值。每个可能值都以确定的几率出现。11 .算符对易关系:依四】三Ae?一国及。可对易算符:如果 瓦曰】=0 ,则称算符我与g是可对易

10、的; 不对易算符:如果 瓦印】。0 ,则称算符A与否是不对易的。12 .两力学量同时有确定值的条件:定理1:如果两个算符F?和(?有一组共同本征函数 n,而且 n组成完全系,则算符对易。定理2:如果两个算符F?和&对易,则这两个算符有组成完全系 的共同本征函数。13 .测不准关系:当两个算符不对易时,它们不能同时有确定值,o O 1 2(F)2 ( C)2 一%14 .量子力学中力学量运动守恒定律形式是:量子力学中的能量守恒定律形式是:h?, H?15 .空间反演:把一个波函数的所有坐标自变量改变符号(如r-r)的运算宇称算符:表示空间反演运算的算符。宇称守恒:体系状态的宇称不随时间改变。16

11、 .相关关系式:L2,L J-0,(,)-x, y,z)? ? 卜x,? ?Ly,LzJ? ?z,?x综合写成:? ? =i ?=i ?y?, =0,(J=x,y,z)0,y x?x,y =i z;匕,x =i y;Fy,x =.i z 己z -i y?4?J=0, (N=x,y,z)L?y, ?z =i,Ex;g,py -i?x,?xf (x)=2i ?xf (x),?Lx,?Lz,?y =i 段px =i ?y;x, ?xf(x) ?x =i f(x)px?xf (x),.?Ly,?L?x,?z?z 7pyp L? ? = 2i p第四章1 .基底:设ei, e2, e3为线性无关的三个向

12、量,空间内任何向量v必是ei, e 2, e 3的线性组合,则ei, e 2, e 3称为空间的基底。正交规范基底:若基底的向量互相垂直,且每一向量的长度等于 1,这样的基底叫做正交规范基底2 .希耳伯特空间:如果把本征波函数 m看成类似于几何学中的一个矢量(这就是波函数有时称为态矢量或态矢的原因),则波函数的集合 0 mt构成的一个线性空间。3 .表象:量子力学中,态和力学量的具体表示方式。第五章1 .斯塔克效应:在外电场中,原子光谱产生分裂的现象。2 .分别写出非简并态的一级、二级能量修正表达式。3 .周期微扰产生跃迁的条件是:埔=mk或 .=“土垢,说明只有 当外界微扰含有频率8mk时,

13、体系才能从 初态跃迁到6m态,这时体 系吸收或发射的能量是 %mk ,这表明周期微扰产生的跃迁是一个共 振跃迁。4 .光的吸收现象:在光的照射下,原子可能吸收光的能量由较低的能 级跃迁到较高的能级的现象。5 .原子的受激辐射(跃迁)现象:在光的照射下,原子从较高的能级跃 迁到较低的能级而放出光的现象。6 .原子的自发辐射(跃迁)现象:在无光照射时,处于激发态的原子跃 迁到较低能级而发光的现象。7 .自发发射系数Amk :表示原子在单位时间内,由加能级自发跃迁到 &能级,并发射出能量为 %mk的光子的几率。8 .受激发射系数Bmk :作用于原子的光波在0T8+dS频率范围内的能 量密度是1(d8

14、 ,则在单位时间内,原子由加能级受激跃迁到能级 并发射出能量为 坛mk的光子的几率是BmkI僮mk)。9 .吸收系数B/:原子由低能级朱跃迁到高能级m、并吸收能量为 融mk的光子的几率是Bkml(mk)。第七章1 .斯特恩-革拉赫实验证明电子存在自旋理由。2 .塞曼效应:在外磁场中,每一条光谱线劈裂成一组相邻谱线的现象。简单(正常)塞曼效应:无外磁场时的一条光谱线,在磁场中将分 裂为三条光谱线。产生的条件是:当外磁场足够大时,自旋和轨道运动间相互作用 可以忽略。复杂(反常)塞曼效应:无外磁场时的一条光谱线,在磁场中将分 裂为更多条光谱线。产生的条件是:在弱外磁场中,必须考虑自旋和轨道运动间相互 作用。3 .两个电子自旋角动量耦合的自旋总角动量S:S=Js(s + 1)方,s = sj +与 g 0=1,0所以两个电子自旋角动量耦合的自旋总角动量只能有两个可能值。4 .两个电子轨道角动量耦合的轨道总角动量L:L=,l(l + 1)久 1=11+12, 11+121, 11+122, , 1112对于两个电子,就有几个可能的轨道总角动量。5 .电子自旋角动量与轨道角动量耦合为一个总角动量J1:J1 = 1 si, 11 Si, sj =2每个电子只有两个

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