实物粒子的波粒二象性ppt

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1、实物粒子的波粒二象性一、光的波粒二象性19世纪后半期，电磁理论成功地解释了光的干涉、衍射、偏振等现象，建立了光的波动图象,但到了廿世纪初，人们为解释光电效应、康普顿效应，又不得不将光当作微粒来处理。尤其爱因斯坦提出了光子的概念，建立了的关系后，更使人认识到光是具有波粒二象性的东西。引言:半经典半量子的玻尔理论存在局限,看来是建立新理论的候了,但新理论是什么呢?波动性--它能在空间表现出干涉、衍射等波动现象，具有一定的波长、频率。粒子性--是指它具有集中的不可分割的性质。一颗光子就是集中的不可分割的一颗，它具有能量（）、动量与质量。ZXY光子波动如此截然不同的图

2、象却集中于一体，很难想象！光的波粒二象性引起了法国LousDeBroglie的思考---世界真奇妙德布罗意觉得自然界在很多方面是对称的，但整个世纪以来，人们对光的研究是否过多地注意到了它们的波动性；而对实物粒子（静止质量不为零的微观粒子及由它们组成的实物）的研究，又是否把粒子的图象想得过多而忽略了它们的波的图象呢！1922年他的这种思想进一步升华，经再三思考，1924年，DeBroglie在他的博士论文“量子论研究”中，大胆地提出了如下假设：不仅辐射具有二象性，而且一切实物粒子也具有二象性。二、德布罗意假设、德布罗意波1、德布罗意假设事实上德布罗意提出以上想法

3、后，也没有被大家接受，直到他的导师朗之万将其论文的复制品交给爱因斯坦，爱因斯坦称赞他“揭开了大幕的一角”才引起学术界的重视，并研究如何从实验上去验证。从经典物理看来，简直是荒谬和不可思议，看来提出这种想法没有一定的气魄是不行的。德布罗意回忆说：“我当时只不过是一种想法，不过尚没有诞生，而且觉得这种想法不敢讲出去”。但什么是德布罗意波呢？---不到火候不揭锅！注意：这一假设建立了对实物粒子的一种新的图象，这种图象既允许它.表现微粒性，又允许它表现出波动性。这种波称为“物质波”或“德布罗波”。1、光子的波粒二象性2、德布罗意波粒子性波动性（具有能量）（具有频率）（

4、具有动量）h光子的波动性二者通过h来联系推广：实物粒子也具有波粒二象性2、实物粒子的波粒二象性质量为m的粒子，以速度v运动时，不但具有粒子的性质，也具有波动的性质；h粒子性波动性二者通过h来联系a、在时，考虑相对论b、在时3、电子的德布罗意波长注意：对实物粒子，v是指粒子的速度（群速）故不存在v=的关系。加速电势差为U，则书中公式：可获得电子在不同电压下的波长的单位为eV与x射线的波长相当GNi单晶电流计三、德布罗意的实验验证1）戴维逊--革末实验与汤姆逊实验1923年ClntonDavisson发表了慢电子从铂片反射的角分布实验情况，他发现弹性反射电子束

5、强度在某些角度出现了极大值。玻恩（Born）认为是一种干涉现象，可能与德布罗意波有关，这引起了戴维逊和革末（LesterGermer）继续对慢电子在镍单晶表面散射进行研究。实验装置：UMBK发射电子阴级加速电极Ia=0.215nmd=0.0908nm电流出现了周期性变化Ni单晶da实验结果：实验解释：将电子看成波，其波长为德布罗意波长：既然是波，电流出现最大值时正好满足布喇格公式：即：实验装置：GNi单晶电流计UBK发射电子阴级加速电极显然将电子看成微粒无法解释。实验表明电流最大值正好满足M1927年汤姆逊（G·P·Thomson）以600伏慢电子（=0.5

6、Å）射向铝箔，也得到了像X射线衍射一样的衍射，再次发现了电子的波动性。1937年戴维逊与GP汤姆逊共获当年诺贝尔奖（G·P·Thomson为电子发现人J·J·Thmson的儿子）尔后又发现了质子、中子的衍射2）电子双缝实验1961年琼森（ClausJönsson）将一束电子加速到50Kev，让其通过一缝宽为a=0.510-6m，间隔为d=2.010-6m的双缝,当电子撞击荧光屏时,发现了类似于双缝衍射的实验结果.大量电子一次性的行为电子双缝实验--一个电子多次重复性行为3)量子围栏(QuantumCorral)中的驻波1993年克罗米(M·F·Corrie

7、)等人用扫描电子显微镜技术,把铜(111)表面上的铁原子排列成半径为7.13nm的圆环性量子围栏,并观测量到了围栏内的同心圆柱状驻波,直接证实了物质波的存在.++++++++++++++++探针注意:物质波被广泛用作探索手段.例核反应产生的中子(=0.1nm)可作为晶体探测器.中子衍射显示的苯结构超高真空低能电子衍射扫描隧道显微镜扫描隧道显微镜中的原子形象四、不确定关系（测不准关系）1927年，德国物理学家海森堡提出：引言：在进一步描述DeBröglie波前，我们来考查一下经典物理描述问题时受到什么限制。在介绍玻尔理论时，就曾指出它是一个半经典半量子产物，用

8、到了确定位置和轨道与动量的概念。就是说