【量子力学基础】是物理学的重要分支，特别是在结构化学领域中起着至关重要的作用。本章主要探讨了量子力学诞生的背景、实验基础以及几个关键概念，如黑体辐射、光电效应，同时也涉及到量子假设和光子学说。
1. **19世纪末的物理学与量子力学的诞生**：
在19世纪末，物理学被认为是完善的，经典物理学如Gibbs-Boltzmann统计力学、Maxwell的电磁理论和牛顿力学已经建立了坚实的理论基础。然而，开尔文爵士在《十九世纪热和光的动力理论上空的乌云》中指出，存在一些经典理论无法解释的现象，预示了新物理学的到来。
2. **黑体辐射与普朗克量子假设**：
黑体是一种理想的热辐射体，能吸收所有入射的辐射。普朗克在研究黑体辐射时发现，仅依靠经典物理学无法解释其能量按波长分布的曲线。普朗克提出了能量量子化的假设，即能量不是连续分布的，而是以离散的量子形式存在，最小能量单位为能量子，能量E与频率v的关系为E = nhv，其中n是量子数，h是普朗克常数。
3. **维恩位移定律与紫外灾难**：
维恩定理描述了黑体辐射在短波部分的分布，而Rayleigh-Jeans公式适用于长波部分。然而，Rayleigh-Jeans公式在短波部分的预测与实验结果相悖，被称为“紫外灾难”。这进一步证明了经典物理学需要新的理论框架。
4. **光电效应与爱因斯坦的光子学说**：
光电效应表明，只有当入射光的频率超过特定阈值ν0时，金属才会发射光电子。爱因斯坦的光子学说解决了这一问题，他认为光是由光子组成的，每个光子的能量ε与光的频率v成正比，即ε = hv。光子不仅有能量，还具有动量p = h/λ。光电效应中，光子能量一部分用于克服金属内部的束缚能（逸出功W），剩余部分转化为电子的动能。
这些内容构成了量子力学的基础，展示了经典物理学在处理微观世界现象时的局限性，为后来的量子力学发展奠定了基础。量子力学不仅解释了上述实验现象，还在化学键的形成、分子结构、固体物理等领域提供了理论支持，对现代科技，特别是互联网技术，产生了深远的影响。
