3-粒子的波动性VIP免费

17.3《粒子的波动性》1、光的本性是什么？光既具有性，又具有性。波动粒子2、光子的能量E=mc2=hv3、光子也具有动量hmcp能量E和动量p都是描述物质性的重要物理量。粒子波长λ和频率ν都是描述物质性的典型物理量。波动一、光的波粒二象性5、个别光子的行为表现出性，大量光子的行为表现出性4、这里所说的粒子并不是一种物质微粒，而是具有量子特性的，所说的波动也不是经典的波，而是一种。光子概率波粒子波动二、德布罗意的物质波德布罗意(duedeBroglie,1892-1960)德布罗意原来学习历史，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。1923年，德布罗意试图把粒子性和波动性统一起来。1924年，在博士论文《关于量子理论的研究》中提出德布罗意波,同时提出用电子在晶体上作衍射实验的想法。爱因斯坦觉察到德布罗意物质波思想的重大意义，誉之为“揭开一幅大幕的一角”。法国物理学家，1929年诺贝尔物理学奖获得者，波动力学的创始人，量子力学的奠基人之一。1、实物粒子也具有波动性：能量为E，动量为p的粒子与频率为v、波长为的波相联系，并遵从以下关系：ph这种和相联系的波称为德布罗意波(物质波或概率波),其波长称为德布罗意波长。hE实物粒子2、一切运动着的实物粒子都有性后来，大量实验都证实了：质子、中子和原子、分子等实物微观粒子都具有波动性，并都满足德布罗意关系。一颗射出的子弹、一个运动足球有没有波动性呢？质量m=0.01kg，速度v=300m/s的子弹的德布洛意波长为计算结果表明，子弹的波长小到实验难以测量的程度。波动所以，一颗射出的子弹、一个运动足球也有，只不过波长很小，难以测量，宏观上只表现出。波动性粒子性3、由光的波粒二象性的思想推广到微观粒子和任何运动着的物体上去，得出物质波（德布罗意波）的概念：任何一个运动着的物体都有一种波与它对应，该波的波长λ=。【例1】试估算一个中学生在跑百米时的德布罗意波的波长。解：估计一个中学生的质量m≈50kg，百米跑时速度v≈7m/s，则由计算结果看出，宏观物体的物质波波长非常小，所以很难表现出其波动性。mmph3634109.17501063.6hhpmv例题2(1)电子动能Ek=100eV；(2)子弹动量p=6.63×106kg.m.s-1,求德布罗意波长。解(1)因电子动能较小，速度较小，可用非相对论公式求解。2410452.mEmυpk61093.5=1.23×10-10m(2)子弹:phh=6.63×10-34=1.0×10-40m可见，只有微观粒子的波动性较显著；而宏观粒子(如子弹)的波动性根本测不出来。,22122mpmυEk一个质量为m的实物粒子以速率v运动时，即具有以能量E和动量P所描述的粒子性，同时也具有以频率和波长所所所所所所所。hEPh＝德布罗意关系如速度v=5.0102m/s飞行的子弹，质量为m=10-2Kg，对应的德布罗意波长为：nmmvh25103.1如电子m=9.110-31Kg，速度v=5.0107m/s,对应的德布罗意波长为：nmmvh2104.1太小测不到！X射线波段4、光的粒子性被和所证实。纯粹以类比方法提出的德布罗意波，实在超越了人们的想象力，以至于德布罗意本人也说“没有科学特征的狂想曲”。光电效应康普顿效应然而，在读罢德布罗意的论文后，爱因斯坦却说：“瞧瞧吧，看似疯狂，不过的确站得住脚！”那么，怎么用实验验证物质波呢？三、物质波的实验验证（戴维逊－革末实验）1927年，Davisson和Germer进行了电子衍射实验。（该实验荣获1937年Nobel物理学奖）电子束垂直入射到镍单晶的水平面上，在散射方向上探测到一个强度极大。（可用晶体对X射线的衍射方法来分析）戴维逊--革末实验电子衍射实验50•L.V.德布罗意•电子波动性的理论研究1929诺贝尔物理学奖•C.J.戴维孙•通过实验发现晶体对电子的衍射作用1937诺贝尔物理学奖X射线经晶体的衍射图电子射线经晶体的衍射图1、实验证明电子也具有性。后来的实验证明原子、分子、中子等微观粒子也具有。波动德布罗意公式成为揭示微观粒子波－粒二象性的统一性的基本公式，1929年，DeBroglie因发现电子波而荣获Nobel物理学奖。类似的实验：1927年，汤姆逊电子衍射实验1960年，C.Jonson的电子双缝干涉实验波动性电子显...