CƠ HỌC LƯỢNG TỬ. Nguyễn Xuân Thấu -BỘ MÔN VẬT LIỆU

Chương CƠ HỌC LƯỢNG TỬ Nguyễn Xuân Thấu -BMVL HÀ NỘI 2018 NỘI DUNG CHÍNH 2 TÍNH SĨNG – HẠT CỦA VẬT CHẤT HỆ THỨC BẤT ĐỊNH HEISENBERG HÀM SÓNG VÀ Ý NGHĨA THỐNG KÊ PHƯƠNG TRÌNH CƠ BẢN CỦA CƠ HỌC LƯỢNG TỬ NỘI DUNG CHÍNH 3 TÍNH SĨNG – HẠT CỦA VẬT CHẤT HỆ THỨC BẤT ĐỊNH HEISENBERG HÀM SĨNG VÀ Ý NGHĨA THỐNG KÊ PHƯƠNG TRÌNH CƠ BẢN CỦA CƠ HỌC LƯỢNG TỬ NỘI DUNG CHÍNH 4 TÍNH SĨNG – HẠT CỦA VẬT CHẤT HỆ THỨC BẤT ĐỊNH HEISENBERG HÀM SÓNG VÀ Ý NGHĨA THỐNG KÊ PHƯƠNG TRÌNH CƠ BẢN CỦA CƠ HỌC LƯỢNG TỬ TÍNH SĨNG – HẠT CỦA VẬT CHẤT a) Tính sóng – hạt ánh sáng    Các tượng thể tính sóng: - Tán sắc, giao thoa, nhiễu xạ ánh sáng Các tượng thể tính hạt: - Bức xạ nhiệt, Quang điện, Tán xạ Compton Các thuyết chất ánh sáng: - Thuyết hạt Newton - Thuyết sóng Huygens - Thuyết sóng điện từ Maxwell - Thuyết photon Einstein TÍNH SĨNG – HẠT CỦA VẬT CHẤT a) Tính sóng – hạt ánh sáng Thuyết lượng tử Einstein: Ánh sáng có cấu tạo gián đoạn, gồm hạt chuyển động chân không môi trường với vận tốc 3.108 m/s, mang lượng động lượng xác định: Năng lượng:   h  Động lượng: p  mc  hc  c   h  Các đại lượng đặc trưng cho tính chất hạt (W,p) cho tính chất sóng  ,   liên hệ với TÍNH SĨNG – HẠT CỦA VẬT CHẤT b) Hàm sóng phẳng ánh sáng Thiết lập hàm sóng ánh sáng thơng qua lượng động lượng thay thơng qua bước sóng hay tần số u O  a cos 2t O r M  n d  r cos   r.n n d u M  a cos 2 (t  ) c d  a cos 2(t  )  r.n  a cos 2(t  )  TÍNH SĨNG – HẠT CỦA VẬT CHẤT b) Hàm sóng phẳng r.n   ) Dưới dạng số phức:   a exp 2i(t     Sử dụng hệ thức sau đây:   h h p Động lượng:  h Hằng số Plack rút gọn:  2 Năng lượng: Véctơ truyền sóng: 2 k n  TÍNH SĨNG – HẠT CỦA VẬT CHẤT b) Hàm sóng phẳng     h     , h 2 h 2 2  p  p nn p    2 r.n  t 2i       a exp 2i(t  )   a exp 2i  pr    2  2     i    a exp  (t  pr)    2   h  2   , p  n k      a exp i(t  kr) TÍNH SĨNG – HẠT CỦA VẬT CHẤT c) Giả thuyết De Broglie  Một hạt tự có lượng động lượng xác định tương ứng với sóng phẳng đơn sắc  Năng lượng hạt liên hệ với tần số sóng tương ứng theo hệ thức: W  h   10 Động lượng hạt liên hệ với bước sóng sóng tương ứng theo hệ thức: h p  hay p  k