微观粒子的波粒二象性课件.ppt

1,一 德布罗意假设 (1924 年),光学理论发展历史表明，曾有很长一段时间，人们徘徊于光的粒子性和波动性之间，实际上这两种解释并不是对立的，量子理论的发展证明了这一点. 20世纪初发展起来的光量子理论，似过于强调粒子性，德布罗意企盼把粒子观点和波动观点统一起来，给予“量子”以真正的涵义.,2,法国物理学家 1924年他在博士论文关于量子理论的研究中提出把粒子性和波动性统一起来. 5年后为此获得诺贝尔物理学奖.爱因斯坦誉之为“揭开一幅大幕的一角”.它为量子力学的建立提供了物理基础.,德布罗意（1892 1987）,3,思想方法 自然界在许多方面都是明显地对称的，德布罗意采用类比的方法提出物质波的假设 .,德布罗意假设：实物粒子具有波粒二象性,粒子性,波动性,4,德布罗意公式,这种波称为德布罗意波或物质波,若 则,(1)若 则,5,(2)宏观物体的德布罗意波长小到实验难以测量的程度，因此宏观物体仅表现出粒子性.,例1 一束电子中，电子的动能 ，求此电子的德布罗意波长 .,解,6,此波长的数量级与 X 射线波长的数量级相当.,7,例2 从德布罗意波导出氢原子玻尔理论中角动量量子化条件.,解 两端固定的弦，若其长度等于波长则可形成稳定的驻波.,将弦弯曲成圆时,8,电子绕核运动其德布罗意波长为,角动量量子化条件,9,二德布罗意波的实验证明,1 戴维孙 - 革末电子衍射实验（1927年）,10,电子束在单晶晶体上反射的实验结果符合X射线衍射中的布拉格公式.,相邻晶面电子束反射射线干涉加强条件:,11,镍晶体,电子波的波长,12,当 时， 与实验结果相近.,13,2 G . P . 汤姆孙电子衍射实验 ( 1927年 ),电子束穿越多晶薄片时出现类似X射线在多晶上衍射的图样.,14,三 应用举例,1932年鲁斯卡成功研制了电子显微镜 ；,1981年宾尼希和罗雷尔制成了扫描隧穿显微镜.,15,经典粒子 不被分割的整体，有确定位置和运动轨道 .,经典的波 某种实际的物理量的空间分布作周期性的变化，波具有相干叠加性 .,二 象 性 要求将波和粒子两种对立的属性统一到同一物体上 .,四 德布罗意波的统计解释,16,单个粒子在何处出现具有偶然性；大量粒子在某处出现的多少具有规律性. 粒子在各处出现的概率不同.,1 从粒子性方面解释,17,电子密集处，波的强度大；电子稀疏处，波的强度小.,2 从波动性方面解释,18,在某处德布罗意波的强度与粒子在该处附近出现的概率成正比 .,3 结论(统计解释),1926 年玻恩提出，德布罗意波为概率波.,