物质波及不确定关系级学习教案

1、物质物质(wzh)波及不确定关系级波及不确定关系级第一页，共16页。19.1玻尔氢原子理论玻尔氢原子理论(lln)2.2.讨论讨论(toln)(toln)a. a. 轨道轨道(gudo)(gudo)半径半径的量子化：的量子化：21nrn r2110125.29 10hrmme b. b. 能量量子化：能量量子化：12213.6nEEeVnn c. c. 氢原子光谱：氢原子光谱：nmEEh d. nd. n很大时，量子化特征消很大时，量子化特征消失失0nnEE 第2页/共16页第1页/共16页第二页，共16页。如此如此(rc)截然不同的图象却截然不同的图象却集中于一体，很难想象！集中于一体，很难

2、想象！ 世界真奇妙！世界真奇妙！光的波粒二象性引起了法国光的波粒二象性引起了法国Lous De Broglie的思考的思考第3页/共16页第2页/共16页第三页，共16页。 hmcE 2 hmvP ,描述描述第4页/共16页第3页/共16页第四页，共16页。hE mvh nmU226.1 nmEk226.1 或：或：,2hmc ph 第5页/共16页第4页/共16页第五页，共16页。221mvEk Umeh2 nmEk226.1 ph mvm222 mp22 kmEp2 kmEh2 eUEk nmU226.1 193134106.1101.9210626.62 meh910226.12 meh

3、kE用电子伏特做单位用电子伏特做单位第6页/共16页第5页/共16页第六页，共16页。,150VU nmU1.0226.1 3电子的衍射实验，德布罗意假设电子的衍射实验，德布罗意假设(jish)的验证的验证 a.戴维森革末实验戴维森革末实验(1927年做，年做，1937年奖年奖)实验条件：实验条件： 第7页/共16页第6页/共16页第七页，共16页。a a戴维森革末实验戴维森革末实验(shyn)(shyn)实验实验(shyn)(shyn)条件：条件： nmd091. 0 65 VU54 nmd165. 0sin2 nmU167. 0226. 1 U单晶单晶iNGI5101520U第8页/共16

4、页第7页/共16页第八页，共16页。a戴维森革末实验戴维森革末实验(shyn)U单晶单晶iNGb. G.P.汤姆逊电子衍射实验汤姆逊电子衍射实验 用高能电子打到多晶体的金属薄箔上，得到的电用高能电子打到多晶体的金属薄箔上，得到的电子衍射照片与子衍射照片与X射线衍射照片相似射线衍射照片相似(xin s)，从而，从而显示出了电子的波动性显示出了电子的波动性 1937年上述三人共享诺贝尔物理学奖年上述三人共享诺贝尔物理学奖第9页/共16页第8页/共16页第九页，共16页。 hp 解：解：934102 . 010626. 6 2410313. 3 )(smkgEEk 光子光子(gungz)：2 . 0

5、24. 1 )(2 . 6keV h hc kE电子电子(dinz)：222 . 051. 0224. 1 )(7 .37eV mp22222 mh 22cc kEEE 0)(51. 0MeV 第10页/共16页第9页/共16页第十页，共16页。例例3.3.求质量为求质量为0.10.1毫克，运动速率为毫克，运动速率为1 1厘米每秒厘米每秒的粒子的粒子(lz)(lz)的波长的波长smmeUv/109 . 526 nmU1226. 0226. 1 oa512. 3)arcsin( 宏观物体宏观物体(wt)(wt)显示不出其波显示不出其波动性的一面动性的一面 mvh m2510626. 6 第11页

6、/共16页第10页/共16页第十一页，共16页。第12页/共16页第11页/共16页第十二页，共16页。xxPhEth 即：位置即：位置(wi zhi)(wi zhi)测得越准，动量测得越不准！测得越准，动量测得越不准！ 电子处于某能态上的寿命越短，能级宽度越大电子处于某能态上的寿命越短，能级宽度越大 Lh 第13页/共16页第12页/共16页第十三页，共16页。事事3)对宏观物体讲不受此限制对宏观物体讲不受此限制 4). 现在量子力学已证明：现在量子力学已证明：2 xxP 第14页/共16页第13页/共16页第十四页，共16页。例例1.已知一个光子沿已知一个光子沿x方向方向(fngxing)传播，传播，其波长其波长=500nm , 对波长的测量是相当准确对波长的测量是相当准确的，的，=510-6nm , 求该光子坐标求该光子坐标x的不确的不确定度定度 例例2.2.质量为质量为m 的粒子位置的不确定量等于的粒子位置的不确定量等于粒子的德布罗意波长粒子的德布罗意波长 , 求求 的最小值的最小值xv 轨道轨道