量子物理基础 15.5 微观粒子的波粒二象性 不确定关系.ppt

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1、假设:实物粒子具有波粒二象性，物质波波长和频率为波动性(,v)粒子性(m,p)光++实物粒子?+一、德布罗意假设(1924年)15.5微观粒子的波粒二象性不确定关系频率波长戴维孙—革末电子散射实验(1927年)，观测到电子衍射现象。X射线电子束（波长相同）衍射图样电子双缝干涉图样物质波的实验验证杨氏双缝干涉图样计算经过电势差U1=150V和U2=104V加速的电子的德布罗意波长（不考虑相对论效应）。例解根据，加速后电子的速度为根据德布罗意关系p=h/λ，电子的德布罗意波长为波长分别为说明观测

2、仪器的分辨本领电子波波长光波波长<<电子显微镜分辨率远大于光学显微镜分辨率二、不确定关系1.动量—坐标的不确定关系微观粒子的位置坐标x、动量分量px不能同时具有确定的值。一个量确定的越准确，另一个量的不确定程度就越大。分别是x、px的不确定量，其乘积下面借助电子单缝衍射试验加以说明。px电子束x电子经过狭缝，其坐标x的不确定量为△x大部分电子落在中央明纹△xpx0电子经过狭缝，其坐标x的不确定量为△x；电子束△xx减小缝宽△x,x确定的越准确px的不确定度,即△px越大动量分量px的不确定量为原

3、子的线度约为10-10m，求原子中电子速度的不确定量。电子速度的不确定量为氢原子中电子速率约为106m/s。速率不确定量与速率本身的数量级基本相同，因此原子中电子的位置和速度不能同时完全确定，也没有确定的轨道。原子中电子的位置不确定量10-10m，由不确定关系例解说明2.能量—时间的不确定关系原子能级宽度△E和原子在该能级平均寿命△t之间的关系基态辐射光谱线固有宽度激发态E基态平均寿命△t光辐射能级宽度平均寿命△t~10-8s平均寿命△t∞能级宽度△E0原子发生碰撞，寿命缩短，能级宽度增大，

4、导致谱线宽度增加。