量子力学简介2-1.ppt

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1、本课时教学基本要求1、正确理解实物粒子的波动性和德布罗意假设。2、理解不确定性关系;掌握用不确定性关系解题的方法。3、理解波函数及其统计解释第二十章、量子力学简介第二十章、量子力学简介§20.1实物粒子的波动性一、德布罗意(De.Broglie)假设：（1924年）德布罗意从哲学和对称性出发，认为一般实物粒子（如电子、质子、中子等）也应该具有波粒二象性，故提出假设：一个能量为E、动量为P的粒子，从波动观点看相当于具有波长为、频率为的波，这种波称为物质波。二、德布罗意波的实验验证：C.J.Davisson--L.H.Germer电

2、子衍射实验(1927年），研究电子束在晶体表面上散射量子力学简介φ量子力学简介G.P.Thomson的电子衍射实验（1927年）研究电子束对金属箔的透射，得到相同结果应该指出：实物粒子的波动性必须在一定条件下才会表现出来量子力学简介§20.1不确定性关系：波粒二象性的必然结果.不能同时既表现为波，又表现为粒子.●微观粒子在客观上不能同时具有确定的坐标及相应的动量;不能同时具有确定的能量和寿命!●“不能同时精确地测量它们”只是这一客观规律的必然结果,与测量方法无关!与认识局限性无关!由此，W.K.Heisenberg提出了著名的不确定

3、性关系：（实际上是研究经典物理学的适用范围）坐标和动量的不确定性关系：微观粒子的位置和动量不可能同时准确的确定。量子力学简介量子力学简介2.能量和时间的不确定性关系：微观粒子处于某一状态的时间和具有的能量不可能同时确定。说明了经典物理学概念和规律的适用范围，分界线是Plank常数h。量子力学简介§20.3波函数及其统计解释：描述微观粒子的运动状态或运动方程如何呢？(薛定谔)E.SchrÖdinger提出用一个波函数(r,t)来描述物质波，称为物质波的波函数。一、波函数的引入：平面波:Y(x,t)=Acos2π(νt-x/λ)量子力

4、学简介对能量与动量恒定的自由粒子波函数,由德布罗意波关系可得:二、波函数的统计解释：（1926年）(波恩)M.Born认为，波函数本身不代表任何可测量物理量，其意义要从统计概率去解释。而空间一点的光子数是与光子在该点出现的概率成正比的。所以：概率与振幅平方成正比，此即粒子与波动的关联。计算机模拟电子双缝衍射量子力学简介对单个光子、电子而言，在明纹处出现的概率大，在暗纹处出现的概率小。因此，Born认为：在任一时刻，空间某一地点，微观粒子出现的概率与物质波的强度（即波函数的振幅的平方）成正比。即物质波的波函数必须满足单值、连续和有限的

5、条件。量子力学简介量子力学简介作业：20.120.220.620.1020.13