量子物理学：第一章 原子模型与旧量子论.pdf

量子物理 中国科学技术大学 化学与材料科学学院 量子论是研究微观领域科学问题的理论基础。 它是以量子力学的原理和方法为基础，研究各种物 理、化学、材料学问题的科学。 量子理论已有百年的发展历史。 就其对化学科学的影响而言，量子理论不仅提供很 多有用的概念指导化学实践，而且也能提供定量的理 论计算结果，与实验比较。 量子理论与化学的其他分支相互交叉渗透，促进 了化学学科的发展，是化学和材料学理论的重要组成 部分。 • 无机分子、金属配合物的结构和成键特性 • 有机分子的结构、性质和成键特性 • 材料的光、电、热等物理性质 • 分子光谱的产生机制、光谱解析 • 反应动力学、催化 • 生物大分子的结构和性质、酶的作用机理 基 本 内 容 第一章 原子模型与旧量子论 第二章 量子力学基础 第三章 单电子原子 第四章 多电子原子 第五章 微扰理论 第六章 双原子分子 教 材 《Quantum Chemistry》I.V.Levine, Prentice Hall,2000 《物质结构导论》，李俊清等，中国科学技术大学出版社 第一章 原子模型与旧量子论 本章主要内容： 物质的原子论 电子的发现与原子结构模型 能量量子化与光的波粒二象性 氢原子的玻尔理论 §1-1 物质的原子论 古代原子学说：原子（Atom）组成物质的最小单元，坚硬不可分割。 机械原子学说：原子是有质量的球形微粒，通过吸引力结合成宏 观物体，遵守力学定律。 化学原子学说 Dalton： 化学反应中，原子不可分解，性质不变；不同元素的原子不同， 每种原子有确定原子量。 Avogadro： 气体由分子组成，分子由原子组成。 同温同压的同体积气体含相同数目的分子。 现代原子学说： 原子是物质结构的一个层次。 19世纪末，三大发现——X射线、放射性和电子 1911年 Rutherford 原子核式结构模型 1913年 Bohr 原子量子理论 解释氢光谱 1923-1927 量子力学诞生 成功解释原子现象 §1-2 电子的发现与原子结构模型 一、电子的发现 J.J. Thomson, 1897 (1906年获诺贝尔物理学奖 ) 阴极射线 研究装置 现象： 无电场，打在标尺零点 ； 加电场，射线偏转,通过偏转方向,判定带负电。 加电场 E，射线向上偏转 Y； Y v ⊥ F电 eE, L v // 粒子垂直方向速度: eE l v at ⊥ m v // 再加磁场 B，射线回偏到零: