高中物理氢原子理论中,量子数n增大,那么半径,能量,电势能,速度会怎么变化? 原子物理与量子物理的区别

www.zhiqu.org     时间: 2024-06-16
在高中物理的氢原子理论中,引入了量子化理论(轨道不连续,能量不连续等,出现了量子数n),但仍然保留比较多的经典理论,所以在分析时用到了圆周运动的向心力公式、库仑定律等。
因篇幅原因,下面只简单提示性分析。
氢原子能级公式 En=-13.6/n^2 eV(取无穷远处电势能为零)。En是氢原子总能量。
在基态,n=1,电子轨道半径 r1最小。在电离态,n→∞。
在其他激发态,轨道半径 r n=n^2 *r1。
库仑定律与向心力公式的应用关系:
K*e^2 /r^2=m*V^2 /r ,式中e是电子电量,m是电子质量,r是轨道半径,V是相应轨道处电子的速率。
结论:n越大 ,轨道半径越大,氢原子能量越大,电势能越大,电子速率越小。

问一下物理学分类,比方说天体物理、量子物理一类的。~

粗略的可以分为理论物理和应用物理。细分下面的专业就多了:高能物理、原子分子物理、光学、理论物理、凝聚态物理、生物物理、天文学、物理电子学……这几乎就是我们学校物理相关的专业了。

不过这些所谓的专业其实不是不相交的,搞天文的人里也有搞理论的,凝聚态里也有搞理论的,凝聚态里面还有搞实验的……你要想知道具体每个专业是干什么的,这就比较困难,如果有学相应方向的同学给你科普最好,即便是物理专业的同学也不是对所有的分支都有了解,现在分得太细。
物理专业的本科生要学的物理课大概有:力学、热学、电磁学、光学、原子物理、理论力学、电动力学、量子力学、统计物理、固体物理、计算物理和一些专业方向的课程。这些课也不能概括物理的分支。

一、两者研究方向不同
原子物理学是研究原子的结构、运动规律及相互作用的物理学分支。它主要研究:原子的电子结构;原子光谱;原子之间或与其他物质的碰撞过程和相互作用。
量子物理是研究物质世界微观粒子运动规律的物理学分支,主要研究原子、分子、凝聚态物质,以及原子核和基本粒子的结构、性质的基础理论它与相对论一起构成现代物理学的理论基础。
二、两者科学运用不同
原子物理学的发展对激光技术的产生和发展,作出过很大的贡献。激光出现以后,用激光技术来研究原子物理学问题,实验精度有了很大提高,因此又发现了很多新现象和新问题。射频和微波波谱学新实验方法的建立,也成为研究原子光谱线的精细结构的有力工具。
量子物理不仅是现代物理学的基础理论之一,在化学等学科和许多近代技术中得到广泛应用。没有量子物理作为工具,就不可能有化学、生物、医学以及其他每一个关键学科的引人入胜的进展。量子物理的杰作改变了我们的世界,科学革命为这个世界带来了的福音,也带来了潜在的威胁。

扩展资料:
量子物理的基本要点:
一、波函数
系统的行为用薛定谔方程描述,方程的解称为波函数。系统的完整信息用它的波函数表述,通过波函数可以计算任意可观察量的可能值。在空间给定体积内找到一个电子的概率正比于波函数幅值的平方,因此,粒子的位置分布在波函数所在的体积内。
粒子的动量依赖于波函数的斜率,波函数越陡,动量越大。斜率是变化的,因此动量也是分布的。这样,有必要放弃位移和速度能确定到任意精度的经典图象,而采纳一种模糊的概率图象,这也是量子力学的核心。
二、波的干涉
波相加还是相减取决于它们的相位,振幅同相时相加,反相时相减。当波沿着几条路径从波源到达接收器,比如光的双缝干涉,一般会产生干涉图样。粒子遵循波动方程,必有类似的行为,如电子衍射。至此,类推似乎是合理的,除非要考察波的本性。
波通常认为是媒质中的一种扰动,然而量子力学中没有媒质,从某中意义上说根本就没有波,波函数本质上只是我们对系统信息的一种陈述。
三、对称性和全同性
氦原子由两个电子围绕一个核运动而构成,氦原子的波函数描述了每一个电子的位置。然而没有办法区分哪个电子究竟是哪个电子,因此,电子交换后看不出体系有何变化,也就是说在给定位置找到电子的概率不变。
由于概率依赖于波函数的幅值的平方,因而粒子交换后体系的波函数与原始波函数的关系只可能是下面的一种:要么与原波函数相同,要么改变符号,即乘以-1。
参考资料来源:百度百科-原子物理学
参考资料来源:百度百科-量子物理


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