17.3 崭新的一页：粒子的波动性.ppt

1、17.3关于：粒子的易变性的全新一页(德布罗意，1892-1987)，一位记者曾问英国物理学家、诺贝尔奖获得者布拉格教授：光是波还是粒子？布拉格幽默地回答：“周一、周三和周五是一个波，周二、周四和周六是一个粒子，物理学家周日休息。”如果你是布拉格的教授，你会如何机智地回答？那么光的本质是什么呢？光的本质，光学发展的历史，波动性，粒子性质，光干涉，光衍射，光电效应，康普顿效应，密立根光电效应实验，光学发展的历史，波动性，粒子性质，1801，托马斯杨双缝干涉实验，1814，菲涅耳，光学发展的历史，粒子性质，波性质，(有能量)，(有频率)，(有动量)，在粒子性质和波性质之间架起了一座桥梁，1。光的波

2、粒二象性，(有波长)，2。当一个电子被75V的电压加速后，(电子质量是9.1110-31千克)，这个电子有多少？它有多快？它的动量是多少？比较x光光子和电子的动量？由此，我们可以通过类比大胆猜测电子的性质吗？1.波长为0.2纳米的x射线束在真空中传播。(光在真空中的传播速度是c=3.0108m米/秒)a . x射线光子有多少能量？计算这个x光光子的动量。为什么x射线会显示出极小的粒子？光，微观粒子，吨/年，挥发性，粒子，光既有粒子又有挥发性。物理粒子既有颗粒又有波动。2.粒子的波粒二象性德布罗意最初研究历史，但后来转向理论物理学。他善于用历史观点和类比法分析问题。1924年，考虑到普朗克量子爱

3、因斯坦的光子理论的成功，他在关于量子理论的博士论文中大胆地将光的波粒二象性扩展到物理粒子，如电子和质子。所以他提出物理粒子也有挥发性。这种与物理粒子相关的波被称为德布罗意波。爱因斯坦认识到德布罗意物质波思想的重大意义，称之为“揭开帷幕的一角”。法国物理学家，1929年诺贝尔物理学奖获得者，波动力学的创始人和量子力学的创始人之一。粒子的波粒二象性，当质量为m的物理粒子以速度v运动时，它具有由能量和动量p描述的粒子性质，也具有由频率和波长描述的波动性质。粒子性质、波性质，它们由H2连接。粒子的波粒二象性，德布罗意波(物质波)的波长，以及电子在时间上的德布罗意波长。注：对于真实粒子，V指粒子的速度(

4、群速度)，因此v=没有关系。加速度电位差是u，那么，2。粒子的波粒二象性可以得到不同电压下电子的波长，单位为eV，相当于x射线的波长，2。粒子的波粒二象性。当一个电子被75V的电压加速后，(电子质量是9.1110-31kg) a。这个电子有多少能量？它有多快？=75 ev B .它的动量是多少？计算德布罗意波长。例如，=1.410-10m=0.14nm，3。如果一颗速度为v=5.0102m米/秒的子弹质量为m=10-2千克，那么相应的德布罗意波长是多少？太小了！x光波段，由于德布罗意博士的论文的独创性，一直受到国防委员会的高度赞扬，但人们总是认为他的想法太神秘，不能接受。因此，有人问：什么可以

5、验证这个新概念？如果你是德布罗意，你将如何验证你的观点？3.物质波的实验验证表明，x光可以在晶体上产生衍射，电子撞击晶体时也可以观察到电子衍射。1927年，戴维森和宝洁公司进行了电子衍射实验，以验证电子的挥发性。1.电子衍射实验1。在戴维逊和皮革粉末实验中，电子束垂直投射在镍单晶上，并被散射。强度分布可以用德布罗意关系和衍射理论来解释，从而验证了物质波的存在。物质波的实验验证表明，a=0.215nm，d=0.0908nm，电流呈周期性变化。实验结果：3 .物质波的实验验证，实验解释：把电子看作波，其波长是德布罗意波长：由于它是波，电流的最大值正好符合布拉格公式：即实验1927年，汤姆逊(just汤姆逊之子)也独立完成了电子衍射实验。1937年，他和戴维森分享了诺贝尔物理学奖。1.电子衍射实验2。电子束通过细小的晶体粉末或薄金属片后，还会产生像x光一样的衍射现象。从那时起，已经证明原子、分子、中子等都有挥发性。电子衍射图，3。物质波的实验验证，3。物质波的实验验证，2。电子双缝实验，1961年，Claus Jnsson将一束电子加速到50Kev，并让它通过一个宽度为a=0.510-6m、间距为d=2.010-6m的狭缝。大量的电子一次性行