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文档简介

1、实物粒子的波粒二象性实物粒子的波粒二象性 一、光的波粒二象性 19 世纪后半期,电磁理论成功地解释了光的干涉、衍射、偏振等现象,建立了光的波动图象, 但到了廿世纪初,人们为解释光电效应、康普顿效应,又不得不将光当作微粒来处理。尤其爱因斯坦提出了光子的概念,建立了 的关系后,更使人认识到光是具有波粒二象性的东西。引言:半经典半量子的玻尔理论存在局限,看来是建立新理论的候了,但新理论是什么呢? 波动性-它能在空间表现出干涉、衍射等波动现 象,具有一定的波长、频率。粒子性-是指它具有集中的不可分割的性质。一颗光子就是集中的不可分割的一颗,它具有能量( )、动量与质量。ZXY光子波动如此截然不同的图象

2、却集中于一体,很难想象!光的波粒二象性引起了法国Lous De Broglie的思考-世界真奇妙德布罗意觉得自然界在很多方面是对称的,但整个世纪以来,人们对光的研究是否过多地注意到了它们的波动性;而对实物粒子(静止 质量不为零的微观粒子及由它们组成的实物)的研究,又是否把粒子的图象想得过多而忽略了它们的波的图象呢!1922年他的这种思想进一步升华,经再三思考,1924年,De Broglie在他的博士论文“量子论研究”中,大胆地提出了如下假设: 不仅辐射具有二象性,而且一切实物粒子也具有二象性。德布罗意假设 事实上德布罗意提出以上想法后,也没有被大家接受,直到他的导师朗之万将其论文的复制品交给

3、爱因斯坦,爱因斯坦称赞他“揭开 了大幕的一角”才引起学术界的重视,并研究如何从实验上去验证。从经典物理看来,简直是荒谬和不可思议,看来提出这种想法没有一定的气魄是不行的。德布罗意回忆说:“我当时只不过是一种想法,不过尚没有诞生,而且觉得这种想法不敢讲出去”。但什么是德布罗意波呢?-不到火候不揭锅!注意:这一假设建立了对实物粒子的一种新的图象,这种图象既允许它.表现微粒性,又允许它表现出波动性。这种波称为“物质波”或“德布罗波”。光子的波粒二象性德布罗意波粒子性波动性(具有能量)(具有频率)(具有动量)h光子的波动性二者通过 h来联系推广:实物粒子也具有波粒二象性物粒子的波粒二象性 质量为m的粒子,以速度v运动时,不但具有粒子的性质,也具有波动的性质;h粒子性波动性二者通过h来联系a、在 时,考虑相对论b、在 时注意:对实物粒子,v是指粒子的速度(群速)故不存在v=的关系。c. 实物粒子的相速度和群速度 相速度群速度 和实物粒子相联系的物质波的群速度 等于粒子运动的速度 实物粒子以群速运动,能量和动量以群速传播 电子的德布罗意波长 加速电势差为 U,则可获得电子在不同电压

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