大学物理演示(量子)2(赵

《大学物理演示(量子)2(赵》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、路易斯。德布罗意（LouisdeBroglie1892-1987)法国物理学家，波动力学的创始人，量子力学的奠基人之一。出身贵族，中学时代显示出文学才华。1910年在巴黎大学获文学学士学位，后来改学理论物理学。他善于用历史的观点，用对比的方法分析问题。23.5微观粒子的波粒二象性1905年，光量子假说：光的波粒二象性粒子性波动性（能量）（频率）（动量）（波长）h两组力学量通过h来联系23.5.1、德布罗意假设L.V.deBroglie（法，1892-1987）从自然界的对称性出发认为:既然光(波)具有粒子性那么实物粒子也应具有波动性1924.11.29德布罗意把题为“量子理论的研究”的博

2、士论文提交巴黎大学不仅光具有波粒二象性，而且一切实物粒子(静止质量m0≠0的粒子）也具有波粒二象性。德布罗意关系式h粒子性波动性与实物粒子相联系的波称为物质波或德布罗意波--德布罗意波长一个总能量为E（包括静能在内）,动量为p的实物粒子同时具有波动性,且满足经爱因斯坦的推荐，物质波理论受到了关注，物理学家们纷纷做起了电子衍射实验。论文答辩会上有人问:“这种波怎样用实验来证实呢？！”德布罗意答：“用电子在晶体上的衍射实验可以证实。”爱因斯坦对此论文高度评价为：“他揭开了自然界舞台上巨大帷幕的一角！”实验证实了德布罗意的想法，为此他获得了1929年的诺贝尔物理学奖。德布罗意指出:用电子在晶

3、体上的衍射实验可以证明物质波的存在U=100V时，=0.123nm电子的波长：设加速电压为U（单位为伏特）（电子v<

4、量m=0.001kg，速度v=300m/s的质点（子弹）电子实验难以测量宏观物体只表现出粒子性玻尔的氢原子轨道+H物质波的波速u并不等于相应粒子的运动速度V，它们之间的关系是证明：波速为德布罗意公式两式相乘得而物质波注意1注意2光波的波速等于光子的运动速度，两者都等于c。光波有些情况下，由粒子的动能求德布罗意波长pcE0E相对论情况非相对论情况hch202EEp-==l注意31.经典粒子是某种实在物理量随时间和空间作周期性变化，满足叠加原理，可产生干涉、衍射等现象具有确定的质量,其运动规律遵循牛顿定律。2.经典波经典意义下的粒子和波给定初始条件，其位置、动量及运动轨迹等就具有确定的数

5、值。三.对波粒二象性的理解怎样理解微观粒子既是粒子又是波?──电子看作是波包而电子是稳定的。波是基本的波包要扩散、消失，──波是大量电子相互作用形成的粒子是基本的单电子的双缝衍射实验：（1949前苏联费格尔曼）7个电子100个电子底片上出现一个个的点子电子具有粒子性。“单个电子”的波动性，来源于而不是电子间相互作用的结果。随着电子数目增多，逐渐形成衍射图样3000个20000个70000个弱电子流长时间“曝光”强电子流短时间“曝光”相同的衍射花样波动性是单个粒子的本征属性“一个电子”就具有的波动性，电子波并不是电子间相互作用的结果。但在一定条件下（如双缝），它在空间某处出现的概率

6、是可以确定的。尽管单个电子的去向具有不确定性，1.粒子性指它与物质相互作用的“颗粒性”或“整体性”。但不是经典的粒子！在空间以概率出现。没有确定的轨道应摒弃“轨道”的概念！正确理解微观粒子的波粒二象性2.波动性指它在空间传播有“可叠加性”，有“干涉”、“衍射”、等现象。但不是经典的波！因为它不代表实在物理量的波动。四.微观粒子波动性的应用▲电子显微镜----我国1965年--50万倍，后来--80万倍大型电子显微镜。现在的电子显微镜放大倍数已超过100万倍显微镜分辨本领：德国人鲁斯卡（1932）--20万倍电子波：U=10万伏，=0.004纳米少女？老妇？两种图象不会同时出现在你的视觉

7、中。你能看到的是老人还是情侣？即电子既不是经典意义下的粒子，也不是经典意义下的波。但它既具有经典粒子的某种属性，又具有经典波的某种属性。波粒二象性只是对这两种属性的比喻，电子就是电子本身！电子到底是什么？波和粒子都是宏观概念，当我们进入亚微观状态领域时，它们就变得不那么贴切了！“电子既不是粒子，也不是波”费曼：《庄子》第十七篇----《秋水》节选庄子与惠子游于濠（hao）梁之上。庄子曰：“儵（shū）鱼出游从容，是鱼之乐也。”惠子曰