康普顿
1923年康普顿在关于X射线的散射实验中发现,散射出来的X射线的频率与入射X射线的频率不同。于是,康普顿假设散射过程是光量子和电子的碰撞,光量子在碰撞过程中改变了能量,因为频率乘上普朗克常数是光量子的能量(hv),所以频率才发生了改变。
通过对散射过程应用能量守恒定律:
hv mc²=hv´ E
可以推导出波长变化量:
λ´-λ=h(1-cosθ)/mc²
最后得到康普顿波长:
λ=h/mc²
5、玻尔量子论如果原子只能通过分立的能量子来改变它的能量,这必定意味着原子只能处在分立的定态之中,而最低的定态就是原子的正常态。——玻尔
早先的卢瑟福原子模型并不能解释原子具有的最突出的特性,即原子的巨大稳定性,按照牛顿的力学定律,从来没有一个行星系统在它和另一个这样的系统碰撞以后能够恢复它原来的形态。但是对于一个碳原子,在化学结合过程中的任何一次碰撞和相互作用之后,都可以始终保持为一个碳原子。
玻尔
因此,玻尔提出了三大初等量子理论:
(1)定态
原子核外电子的能量只能取分立值:E1、E2、E3等
(2)定态跃迁
原子可以从能量较高的定态向较低的定态的跃迁,从而决定了频率:
v=(E2-E1)/h
(3)角动量量子化
原子核外电子角动量必须满足:
J=mℏ
通过量子假设在原子模型上的应用,不仅解释了原子的稳定性,而且,对原子加热受激发后所发射的光谱线也作出了很好的理论解释。
6、德布罗意物质波提出正确的问题往往等于解决了问题的大半。——海森堡
德布罗意根据一个光波对应于一个运动光量子,假设了一个运动电子对应于某种物质波云。物质波波长为:
λ=h/P
7、概率波函数能获得诺贝尔奖被众多科学家当做毕生荣耀,多少人为之苦心孤诣。但在诺奖历史上,偏偏有位通过一纸论文就得奖的“奇才”——德布罗意。
概率波函数代表了两种东西的混合物,一部分是事实,而另一部分是我们对事实的知识。 ——海森堡
概率波函数的概念是牛顿以来理论物理学中全新的东西。在数学或统计力学中,概率意味着我们对实际状况认识程度的陈述。 然而,玻尔、肯纳德、玻恩认为,概率波意味着对某些事情的倾向,它是亚里士多德关于“潜能”的哲学槪念的定量表述,是一种抽象的数学量,一种在无限维希尔伯特空间中的波。概率波引入了某种介于实际事件和事件观念之间的东西,是一种介于可能性和实在性之间的新奇的物理实在。
玻恩
通过电子的双缝干涉实验发现,探测屏检测到电子的概率P(x),并不是简单的两缝单独开启时的概率P1(x)、P2(x)之和,而是存在互相影响的干涉项:
P(x)=P1(x) P2(x) 干涉项
而对于经典波函数存在干涉项是很自然的,总波幅ψ(x)是两缝的波幅之和:
ψ(x)=ψ1(x) ψ2(x)
于是可以假设概率波函数为:
ψ(x,t)=Ae^i(kx-ωt)
在任意位置,概率波函数绝对值的平方是粒子在该位置的概率,动量则与波函数的波数k有关。
8、量子叠加态原理量子态叠加原理是“态的叠加性”和“波函数完全描述一个微观系统的状态”两个概念的概括,表明了整个量子系统的状态空间必须是线性空间。
ψ=c1ψ1 c2ψ2