高中物理 人教版 选修三 原子结构和波粒二象性 第四单元第八课时

5粒子的波动性和量子力学的建立安徽省宿州市第二中学朱同发◎节能灯为什么节能？光的波动性光的粒子性整个世纪以来（指19世纪），在光学上，与波动方面的研究相比，忽视了粒子方面的研究；而在实物粒子的研究上，是否发生了相反的错误呢？是不是我们把粒子的图象想得太多，而忽视了波的现象？得布罗意波（物质波）如果你是德布罗意，你如何证实自己的猜想？

一个原来静止的电子，质量为m，电荷量为e，在经过电压为U的电场加速后，德布罗意波长为多少？0.1nm思考：1.电子衍射实验：

1927年戴维孙和G.P.汤姆孙分别用单晶和多晶晶体做了电子束衍射的实验，得到了类似下图的衍射图样，从而证实了电子的波动性。物质波的实验验证2.电子德布罗意波的干涉现象:1961年琼森（ClausJonsson）将一束电子加速到50Kev，让其通过一缝宽为0.5×10-6m，间隔为2×10-6m的双缝,当电子撞击荧光屏时,发现了类似于双缝干射实验结果.物质波的实验验证可见光波长：400~700nm物质波的应用

顶级医学杂志《柳叶刀》公布的在电子显微镜下拍摄的新型冠状病毒的彩色照片量子力学的建立1927年第五届索尔维会议参加者合影普朗克爱因斯坦康普顿波尔德布罗意海森堡波恩薛定谔量子力学的建立量子力学的建立量子力学的建立2001年，在中国科学技术大学建立起中国的量子物理实验室。2003年，中国科学技术大学团队首次实现纠缠态纯化以及量子中继器的成功实验，首次成功地实现了自由量子态隐形传输。2005年，潘建伟团队首先在合肥实现距离达13公里的自由空间量子纠缠分发和量子通信2006年，中国科大团队率先实现100公里诱骗态量子密钥分发实验，从此打开了量子保密通信走向实用的大门。后来，该团队将光纤量子密钥分发距离拓展到200公里。2008年，我国首个3节点全通型量子保密电话网络在合肥试验成功，相关技术在2009年服务“60周年国庆阅兵”。2009年，量子政务网试验项目在芜湖展开、全通型量子通信网试验项目[5]在合肥展开，验证了城域网的基础技术可行性。同年，科大国盾量子、芜湖问天量子等科技成果转化公司开始起步。2011年，合肥建成全球首个规模化量子通信网络——合肥城域量子保密通信试验示范网。同年，科技部“863计划”首个量子通信领域主题项目《光纤量子保密通信综合应用演示网络》正式立项，该项目成果之一的组网和应用验证实验床——济南量子通信试验网于2013年建成。2016年8月，由中国科学技术大学潘建伟团队研发的“墨子”号世界首颗量子科学实验卫星发射成功2017年，“墨子号”提前完成原定三大科学实验任务：星地双向量子纠缠分发、星地高速量子密钥分发、地星量子隐形传态。9月29日，“墨子号”与正式开通的量子保密通信“京沪干线”成功对接，实现了洲际量子保密通信，全球首个星地一体化的广域量子通信网络初具雏形。2018年，基于墨子号和“京沪干线”的成绩，国家发改委启动了“国家广域量子保密通信骨干网络建设”，列入“新一代信息基础设施建设工程”支持项目。2019年，中国科大团队及其合作者研制出连续变量量子密钥分发芯片，大大缩小了量子通信硬件的体积，为量子通信技术的普及提供了新思路。2020年，中国科大团队联合国盾量子、中科院上海微系统所，共同搭建了一种新型的量子密钥分发系统，开辟了一个新的途径来实现低成本、可扩展、安全的量子通信网络。2020年12月4日，我国量子科技研究再传好消息：中国科学技术大学的潘建伟、陆朝阳等人构建了一台76个光子100个模式的量子计算机“九章”，它处理“高斯玻色取样”的速度比目前最快的超级计算机快一百万亿倍。2021年，中国科大团队联合济南量子技术研究院基于“济青干线”现场光缆，利用国盾量子硬件平台及上海微系统所的超导探测系统，突破现场远距离高性能单光子干涉技术，分别采用两种技术方案实现500公里量级双场量子密钥分发，创下目前现场无中继光纤量