量子化学笔记(一)

相对论：速度快的事情

量子力学：物体小的事情

1. 量子化学(Quantum Chemistry)介绍

• 量子：量子是能表现出某物质或物理量特性的最小单元(这里的量既代表数量也代表能量)
• 量子化学：量子化学就是使用量子力学的方法来求解化学问题(比如计算molecular geometries 分子空间构型; dipole moments偶极矩)
• 辅助软件：VASP(DFT); Gaussian；Material studio

2. 量子力学的理论背景

• Tomas Young 通过双缝干涉实验发现光在干涉和衍射下的作用

• Maxwell 通过电磁波和自然光实验，发现光是一种电磁波

• Hertz 通过实验证明光是一种电磁波，速度为光速，质量为0，给出波长和频率之间的关系：

  ，一般波长较小，所以常用单位为(1nm = 10^-9m，1=10^-10m)

• Planck 提出黑体的辐射与光频率和黑体温度有关，辐射的总能量是一个不可分割的元素，每一个元素是
  
  并给出了a, b的值：

• 能量被切割成离散的状态称为量化

• Einstein 提出光电效应方程：光不仅仅是一个波，也是一个物质(光子：photons)，当金属吸收光子的能力，即给了金属中的电子脱离金属的能量，一个光子的能量如下：
  

• Bohr 提出电子只能在固定的轨道上移动，当从一个轨道到另外一个轨道时，光辐射的频率满足
  

• Broglie 提出电子也有波粒二象性，提出波的公式：
  

• 至此，波与粒子等效

3. 测不准原则

假设粒子进入一个小的缝隙中会发生衍射，即根据波粒二象性，其方向会发生一定幅度的改变。之前的方向为直线，现在其在其他方向上也产生了动能

设初始动能，缝隙中点建立直角坐标系，即是沿着轴方向的，发生角度为角度的偏移，在XY轴拥有各自的动能分量，在第一象限中：