大學(xué)物理德布羅意波實(shí)物粒子的二象性課件講義.ppt

1,一德布羅意假設(shè)(1924年),“整個(gè)世紀(jì)以來，在輻射理論上，比起波動(dòng)的研究方法來，是過于忽略了粒子的研究方法；在實(shí)物理論上，是否發(fā)生了相反的錯(cuò)誤呢？是不是我們關(guān)于粒子的圖像想得太多，而過分地忽略了波的圖像呢？”,2,德布羅意（18921987）,3,思想方法自然界在許多方面都是明顯地對(duì)稱的，德布羅意采用類比的方法提出物質(zhì)波的假設(shè).,德布羅意假設(shè)：實(shí)物粒子具有波粒二象性,粒子性,波動(dòng)性,4,德布羅意公式,這種波稱為德布羅意波或物質(zhì)波,若則,(1)若則,5,(2)宏觀物體的德布羅意波長(zhǎng)小到實(shí)驗(yàn)難以測(cè)量的程度，因此宏觀物體僅表現(xiàn)出粒子性.,例1一束電子中，電子的動(dòng)能，求此電子的德布羅意波長(zhǎng).,解,6,此波長(zhǎng)的數(shù)量級(jí)與X射線波長(zhǎng)的數(shù)量級(jí)相當(dāng).,7,例2從德布羅意波導(dǎo)出氫原子玻爾理論中角動(dòng)量量子化條件.,解兩端固定的弦，若其長(zhǎng)度等于波長(zhǎng)則可形成穩(wěn)定的駐波.,將弦彎曲成圓時(shí),8,電子繞核運(yùn)動(dòng)其德布羅意波長(zhǎng)為,角動(dòng)量量子化條件,9,二德布羅意波的實(shí)驗(yàn)證明,1戴維孫-革末電子衍射實(shí)驗(yàn)（1927年）,10,電子束在單晶晶體上反射的實(shí)驗(yàn)結(jié)果符合X射線衍射中的布拉格公式.,相鄰晶面電子束反射射線干涉加強(qiáng)條件:,11,鎳晶體,電子波的波長(zhǎng),12,當(dāng)時(shí)，與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相近.,13,2G.P.湯姆孫電子衍射實(shí)驗(yàn)(1927年),電子束穿越多晶薄片時(shí)出現(xiàn)類似X射線在多晶上衍射的圖樣.,14,三應(yīng)用舉例,1932年魯斯卡成功研制了電子顯微鏡;,1981年賓尼希和羅雷爾制成了掃描隧穿顯微鏡.,15,經(jīng)典粒子不被分割的整體，有確定位置和運(yùn)動(dòng)軌道.,經(jīng)典的波某種實(shí)際的物理量的空間分布作周期性的變化，波具有相干疊加性.,二象性要求將波和粒子兩種對(duì)立的屬性統(tǒng)一到同一物體上.,四德布羅意波的統(tǒng)計(jì)解釋,16,單個(gè)粒子在何處出現(xiàn)具有偶然性;大量粒子在某處出現(xiàn)的多少具有規(guī)律性.粒子在各處出現(xiàn)的概率不同.,1從粒子性方面解釋,17,電子密集處，波的強(qiáng)度大；電子稀疏處，波的強(qiáng)度小.,2從波動(dòng)性方面解釋,18,在某處德布羅意波的強(qiáng)度與粒子在該處附近出現(xiàn)的概率成正比.,3結(jié)論(統(tǒng)計(jì)解釋),1926年玻恩提出，德布羅意波為概率波.,END,