tailieunhanh - Bài giảng Vật lý đại cương A2 - Chương VI: Cơ học lượng tử

Bài giảng Vật lý đại cương A2 - Chương VI: Cơ học lượng tử có nội dung trình bày về lưỡng tính sóng, hạt của vật chất, hàm sóng phẳng ánh sáng, giả thuyết De Broglie, thực nghiệm xác nhận giả thuyết De Broglie, hàm sóng phẳng De Broglie, . Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết nội dung bài giảng. | CHƯƠNG VI CƠ HỌC LƯỢNG TỬ Cơ học cổ điển khảo sát dạng vận động cơ của các vật vĩ mô. Tuy nhiên khi đi sâu vào thế giới vi mô nghĩa là khi nghiên cứu sự vận động của vật chất trong phạm vi kích thước phân tử nguyên tử trở xuống qui luật vận động của nó về bản chất khác hẳn qui luật vận động của các vật vĩ mô. Do đó cơ học cổ điển bị hạn chế không thể áp dụng cho các hạt vận động trong thế giới vi mô. Vì lẽ đó môn cơ học lượng tử đã ra đời. Trong chương này chỉ nêu lên những điểm cơ bản khái niệm mở đầu của cơ học lượng tử để giúp chúng ta hiểu được một cách khái quát về sự vận động của vật chất trong thế giới vi mô. I. Lưỡng tính Sóng Hạt của vật chất. 1. Lưỡng tính sóng hạt của AS Lưỡng tính sóng hạt của AS đã được Einstein nêu lên trong trong thuyết lượng tử thuyết này ánh sáng cấu tạo bởi các hạt photon mỗi hạt mang năng lượng h h c h Và động lượng p mc c Từ các biểu thức này ta thấy rõ những đại lượng đặc trưng cho tính chất hạt p và cho tính chất sóng của AS liên hệ trực tiếp với nhau 2. Hàm sóng phẳng ánh sáng Xét một chùm AS đơn sắc song song. Các mặt sóng là các mặt phẳng vuông góc với tia sóng Nếu dao động sáng tại O là a cos 2 t thì dao động sáng tại mọi điểm trên mặt sóng đi qua M cách mặt sóng đi qua O một đoạn d là d d a cos 2 t a cos 2 t c M r O n d Mà d r cos r . n n là vecto pháp tuyến đơn vị nằm theo phương truyền sóng AS Như vậy biểu thức dao động ở trên có thể viết dưới dạng r .n a cos 2 t gọi là hàm sóng phẳng đơn sắc của ánh sáng. Trong phép biểu diễn phức hàm này có dạng r .n 2 i t ae Khi biểu diễn ν và λ qua ε và p tương ứng ta có h h h h p p n 2 i i t p .r t p .r ae h ae h 34 1 J .s 2 Khi biểu diễn theo vectơ sóng k với 2 k n p k Khi đó hàm sóng phẳng đơn sắc còn có thể viết i t i t k .r ae ae 2 i h t k . r h i t k . r ae ae Tóm lại hàm sóng phẳng ánh sáng đơn sắc có thể biểu diễn r .n a cos 2 t Hoặc dưới dạng phức i t p .r i t k . r ae ae Với h 2 h p n k n thuyết De Broglie Trên cơ sở lưỡng tính sóng hạt của ánh .