大學(xué)物理相對論量子力學(xué)激光復(fù)習(xí)

1、 第第15章章 狹義相對論狹義相對論一、一、 了解狹義相對論的兩個基本假設(shè)，了解狹義相對論的兩個基本假設(shè)，理解理解牛頓力學(xué)牛頓力學(xué)的時空觀和狹義相對論的時空觀之間的差異。的時空觀和狹義相對論的時空觀之間的差異。二、二、 洛侖茲坐標(biāo)變換。洛侖茲坐標(biāo)變換。三、三、 理解理解同時的相對性，同時的相對性，掌握掌握運動的鐘變慢和運動的運動的鐘變慢和運動的桿變短的規(guī)律。桿變短的規(guī)律。四、四、 掌握掌握質(zhì)量與速度、質(zhì)量與能量的關(guān)系、動量與質(zhì)量與速度、質(zhì)量與能量的關(guān)系、動量與能量等的關(guān)系。能量等的關(guān)系。1、狹義相對論的基本原理，同時性的相對性，長度收縮，、狹義相對論的基本原理，同時性的相對性，長度收縮， 時間

2、延緩公式；例題：時間延緩公式；例題：15-3、4；習(xí)題：；習(xí)題：15-5、7、 8、11、12、21、2、質(zhì)速關(guān)系，靜能、動能和總能公式；習(xí)題：、質(zhì)速關(guān)系，靜能、動能和總能公式；習(xí)題：15-9、13、 22、231、兩個基本假設(shè)：兩個基本假設(shè)：(1) 狹義相對性原理狹義相對性原理(2) 光速不變原理光速不變原理2. 洛倫茲坐標(biāo)變換式洛倫茲坐標(biāo)變換式 221ctxxvvyy zz 2221cxcttvv221ctxxvvyy zz222cvcv1xtt3、相對論效應(yīng)：、相對論效應(yīng)：只發(fā)生在相對運動方向上只發(fā)生在相對運動方向上222cvcv1 x tt（1）同時相對性）同時相對性(3) 長度收縮效

3、應(yīng)長度收縮效應(yīng) 201llS 系中系中同地同地發(fā)發(fā)生的兩事件的生的兩事件的時間間隔時間間隔212121ctttt2v在在 S S 系系中看，中看，時間間隔時間間隔（2）動鐘變慢）動鐘變慢2201cmmv202cmmcEk（3）. 相對論動能相對論動能 （1）. 相對論質(zhì)量相對論質(zhì)量 （2 2）相對論動量）相對論動量vmPvcvm2201 一觀測者測得一沿米尺長度勻速運動著的一觀測者測得一沿米尺長度勻速運動著的米尺的長度為米尺的長度為0.5m0.5m。則此米尺以速度。則此米尺以速度v v m/sm/s接近觀測者。接近觀測者?！?.6108】 長度收縮長度收縮822220106 . 2231211

4、cvcvcvll例例1 1例例2 2某宇宙飛船以某宇宙飛船以 0.8c 的速度離開地球，若地球上接的速度離開地球，若地球上接收到它發(fā)出的兩個信號之間的時間間隔為收到它發(fā)出的兩個信號之間的時間間隔為 10s，則，則宇航員測出的相應(yīng)的時間間隔為：宇航員測出的相應(yīng)的時間間隔為：s.7 .16)(s;10)(s;8)(s;6)(DCBA答案：答案： （A） s68 . 01102tt 時間膨脹時間膨脹1、了解能量子及能量子假說提出的歷史背景；了解能量子及能量子假說提出的歷史背景；2、光子的能量、質(zhì)量和動量公式；光子的能量、質(zhì)量和動量公式；3、康普頓散射、玻爾氫原子理論、德布羅意公式、康普頓散射、玻爾氫

5、原子理論、德布羅意公式、 不確定關(guān)系式、四個量子數(shù)各有一小題；不確定關(guān)系式、四個量子數(shù)各有一小題；例題：例題：16-4、5習(xí)題：習(xí)題：16-4、5、6、9、11、16、17、18、21、 34、35、38、39、41第第16章章 量子物理基礎(chǔ)量子物理基礎(chǔ)n 可取可取 0，1，2，3，4，nhEnsJ10626634.h普朗克常數(shù)普朗克常數(shù) 頻率為頻率為 的的光是由能量光是由能量 =h=h 的光子組成的粒子流，這的光子組成的粒子流，這些光子沿光的傳播方向以光速些光子沿光的傳播方向以光速 c c 運動。運動。 越高，光子能量越大；越高，光子能量越大；光子能量與光強(qiáng)無關(guān)；光子能量與光強(qiáng)無關(guān)； 一定時

6、，光強(qiáng)越大，光子數(shù)目越多；一定時，光強(qiáng)越大，光子數(shù)目越多；光子具有能量和動量。光子具有能量和動量。 波動性和粒波動性和粒子性的結(jié)合子性的結(jié)合hhp 愛因斯坦關(guān)系：愛因斯坦關(guān)系：理論上解決了黑體輻射能量隨波長分布的規(guī)律問題理論上解決了黑體輻射能量隨波長分布的規(guī)律問題212 hmWv愛因斯坦方程：愛因斯坦方程：光的光的照射能使金屬體內(nèi)的電子脫離束縛而從表面逸出。照射能使金屬體內(nèi)的電子脫離束縛而從表面逸出。當(dāng)當(dāng) 發(fā)生光電效應(yīng)發(fā)生光電效應(yīng)hW紅限頻率紅限頻率00 Wh逸出功截止電壓截止電壓212=aUhWmveee部分散射光波長變長。部分散射光波長變長。微觀上是：光子與靶中微觀上是：光子與靶中近乎靜止

7、、自由近乎靜止、自由的電子發(fā)生完全彈性碰撞，的電子發(fā)生完全彈性碰撞，交換能量、動量，交換能量、動量，部分散射光子的能量減少，動量也改變。部分散射光子的能量減少，動量也改變。散射光波長變化散射光波長變化)cos1 ()cos1 (C0cmh散射光波長變化最大值的一半：散射光波長變化最大值的一半：康普頓波長康普頓波長 m10432120.cmhC當(dāng)當(dāng) k =1，2，3，取取 n = k+1，k+2，對應(yīng)各線系，對應(yīng)各線系4、氫原子光譜規(guī)律氫原子光譜規(guī)律21H211()Rkn實驗得，里德堡常數(shù)實驗得，里德堡常數(shù) RH =1.0967758107 m-1基態(tài)能級基態(tài)能級 E1 = -13.6 eV21

8、nEEn氫原子能級氫原子能級基態(tài)基態(tài)軌道半徑軌道半徑 r1 = 0.053 nm12rnrn軌道半徑軌道半徑5、玻爾對、玻爾對氫原子光譜規(guī)律的解釋氫原子光譜規(guī)律的解釋定態(tài)，量子化能級；氫原子能級躍遷與輻射光譜，量子化軌道定態(tài)，量子化能級；氫原子能級躍遷與輻射光譜，量子化軌道m(xù)vhPh 計算物質(zhì)波的波長用德布羅意關(guān)系計算物質(zhì)波的波長用德布羅意關(guān)系0A2512V電子的德布羅意波長：電子的德布羅意波長：Vemh027、波函數(shù)的、波函數(shù)的模方模方代表粒子出現(xiàn)的幾率密度代表粒子出現(xiàn)的幾率密度波函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)條件是：波函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)條件是：連續(xù)、單值、有限連續(xù)、單值、有限8、由于實物粒子的波動性，粒子的位置和動量

9、，由于實物粒子的波動性，粒子的位置和動量，能量和時間能量和時間 不能同時準(zhǔn)確測量。不能同時準(zhǔn)確測量。6、微觀粒子的波動性比較明顯、微觀粒子的波動性比較明顯所以波函數(shù)必須滿足歸一化條件所以波函數(shù)必須滿足歸一化條件能量和時間的不確定關(guān)系：能量和時間的不確定關(guān)系：htE 意義：意義：在決定粒子坐標(biāo)越準(zhǔn)確在決定粒子坐標(biāo)越準(zhǔn)確的同時（即的同時（即 X 越?。Q定粒越?。Q定粒子在這坐標(biāo)方向上動量分量的子在這坐標(biāo)方向上動量分量的準(zhǔn)確度就越差（準(zhǔn)確度就越差（ P x 越大），越大），反之亦然。反之亦然。 222zyxPzPyPx1、激光產(chǎn)生的條件及特性，激光器的結(jié)構(gòu)。練習(xí)題：、激光產(chǎn)生的條件及特性，激光器的結(jié)構(gòu)。練習(xí)題： 17-1、 2、6、7。第第17章章產(chǎn)生激光的必要條件是產(chǎn)生激光的必要條件是： （1）粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，（）粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，（2）光學(xué)諧振腔）光學(xué)諧振腔實現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)的條件：實現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)的條件： （1）存在激活介質(zhì)：有亞穩(wěn)態(tài)的激發(fā)能級的物質(zhì)）存在激活介質(zhì)：有亞穩(wěn)態(tài)的激發(fā)能級的物質(zhì) （2）能量輸入系統(tǒng)：泵浦源）能量輸入系統(tǒng)