物质的波利二相性

《物质的波利二相性》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、十九世纪末二十世纪初出现了经典物理学不能解释的物理现象或过程，主要有：原子稳定性及其线状光谱人类基于不断积累形成的如下认识：我们周围的存在不是粒子就是波，不是波就是粒子到十九世纪末，建立了经典物理理论：经典电磁理论经典力学经典统计物理学然而，黑体辐射光电效应物体的比热康普顿散射微观粒子的经典理论有错正确描述微观粒子运动规律的理论是什么量子力学第二篇如何建立关于微观粒子的理论?研究现象要回答的基本问题为什么是什么怎么样描述量物理量运动方程理论物理学理论的逻辑结构：大学物理课程所涉及的各个分支学科：力学热学电磁学等就可被认为是通过围绕回答关于各自所研究的对象的

2、上述三个逻辑联系紧密的基本问题而建立的力学如何描述刻画状态运动方程质点有质量、占有位置；坐标系、位矢、位移速度、加速度、动量、角动量、能量、牛顿运动方程建立量子力学所需要回答的基本问题微观粒子是什么？如何描写微观粒子的状态？微观粒子的运动特征和性质是怎样的微观粒子的状态如何变化描述动力学特征基本物理量其它物理量例如为什么是什么怎么样如何建立关于微观粒子的理论?实验假设逻辑推理经典物理学，（特别是经典力学）量子力学基本原理回答关于微观粒子的基本问题推广观测第三章微观体系运动特性的刻画第五章能量本征值问题（严格解）第四章微观体系状态变化的基本规律第二章物质的

3、波粒二象性及其描述第七章量子力学常用近似方法第六章自旋与原子基本原理基本方法基本原理第二篇量子力学§2.1、实物粒子的波粒二像性第二章物质的波粒二象性及其描述§2.2、描述波粒二像性的波函数§2.3、自由粒子§2.4、统计诠释决定波函数的解析性质微观粒子运动的本质特性是什么？经典物理认为的微观粒子（质点）的本质特性颗粒性在空间中运动时有确定的轨道例如，以一定初速进入匀强电场中的电子一般情况下做抛物线运动我们是如何知道关于微观粒子运动本性这个一结论的？根据微小颗粒的运动推想根据Newton力学和电磁学计算根据微观粒子与宏观物体的作用结果判断人类不曾直接观测到

4、微观粒子的运动轨道！所得结论是否正确和全面？事实上，既然存在经典物理不能解释的涉及微观粒子的过程和现象，说明经典物理对微观粒子运动本性的认识有问题第二章物质的波粒二象性及其描述§2.1、实物粒子的波粒二象性及物质波实验一、光的波粒二象性1865年Maxwell电磁理论预言及1888年Hertz实验证实了电磁波的存在,从而揭示了光的电磁本质:光是电磁波，是电场强度和磁感应场强度的振动在空间中的传播!早在公元前，我国墨翟和希腊Euclid就提出了光的直线传播性!基于此，人们建立了几何光学，且很早，人们就提出了光的微粒说。然而可是例如，黑体辐射就是电磁波黑体辐射

5、实验规律的理解导致Planck提出腔壁振子能量量子化假设（1900.12.14）；光的粒子性Millikan实验(1905---1915)和Compton散射(1923)直接证实了光的粒子性。光电效应的解释导致Einstein提出辐射场的光量子假设(1905)辐射场本身就是由光量子组成。每一个光量子的能量E与辐射的频率n的关系是m0=0E=hnh=6.626075×10-34J.s光子以光速c运动，？（作用量量子，具有角动量量纲）光与物质的相互作用可见光或紫外线x射线γ射线（1900）（P.V.Villard）例如，照射物质光电效应（外或内)Compton

6、散射？正负电子对的产生：也直接证实了光的粒子性遵从能量守恒遵从电荷守恒遵从动量守恒赵忠尧（1930）因此，这一实验发现（1932年）也证实了光的颗粒性。如何理解光的颗粒性和波动性？1909年，Einstein提出光的速度为光速，完全描述其波粒二象性的理论是量子场论中的量子电动力学部分。光同时具有颗粒性和波动性光的波粒二象性:1926年，G.N.Lewis定名“光子”1923年，L.V.deBroglie进一步阐述了光的波粒二象性,认为在光的理论研究中，必须同时引进粒子概念和周期性概念，必须同时考虑光本身的粒子性和波动性。Google搜索：G.N.Lewis

7、十九世纪以前是粒子还是波？波粒二像性光的微粒说统治十九世纪证实光的波动说二十世纪初证实光的颗粒性波粒二象性波粒二像性了解了人类对光的本性的认识过程后，你对微观粒子的本性有何猜想？光直线传播空间延展粒子直线运动可到任一处？人类对光的本性的认识：既不单纯是粒子，也不单纯是波！而是同时具有二、deBroglie物质波假设（Nature112（1923）540）实物粒子(静质量m0≠0的粒子)也可能具有波动性，即和光一样，也具有波动粒子两重性。这两方面必有类似的关系相联系，而Planck常数必定出现在其中；与具有确定能量E和确定动量p的实物粒子相联系的物质波的频率

8、和波长分别为n=E/h,l=h/pw=2pn=E/,deBrog