16量子力学基础3.ppt

1、德布罗意(1892-1960):法国人，在第一次世界大战中服役六年，最初从事历史研究。受他哥哥的影响，他转向了物理。他于1924年获得博士学位，并于1929年获得诺贝尔物理学奖。1932年，他是巴黎大学的物理学教授，1933年，他被选为法国科学院院士。德布罗意，粒子的类波行为，德布罗意的获奖论文，德布罗意的思想，必须有物理波。光子伴随光波，脉动就像光子，频率就是脉动，能量包含频率，质量就是能量。“物理粒子有质量。首先是德布罗意波，德布罗意物质波的假设：任何运动的粒子都伴随着一个波，粒子的运动和波的传播是不能分开的。运动的物理粒子的能量e和动量p与其相关波的频率和波长满足下列关系：德布罗意关系，

2、电子的德布罗意波长是，例如，如果电子被电势差v加速，那么，在非相对论的情况下：2。材料波的实验验证，1927年，戴维森和梅格利用加速电子投射到晶体上进行电子衍射实验。质量为m、速度为v的物理粒子不仅具有能量e和动量p所描述的粒度，还具有频率n和波长L所描述的波动性.戴维孙通过实验发现了晶体对电子的衍射效应。在1937年诺贝尔物理学奖中，如果U150V，对应的德布罗意电子波长是：例如，子弹m=10-2公斤，速度V=5.0102m米/秒，而对应的德布罗意波长太小，无法测量！在电压u的加速下，德布罗意指出，氢原子中电子的圆形轨道，相应的物质波形成驻波，并且周长应等于波长的整数倍。例如，当n=1时，玻

3、尔理论中角动量的量子化条件由德布罗意波导出，角动量的量子化条件由德布罗意关系得到：48个铁原子形成一个“量子栅栏”，栅栏中的电子形成一个驻波。电子不仅在反射时衍射，而且汤姆逊实验证明，电子穿过金属片后也像x光一样衍射。1937年，戴维逊和汤姆森因为验证了电子的易变性而分享了诺贝尔物理学奖。电子衍射实验证明了德布罗意关系的正确性。GP汤姆逊成像，电子波长比可见光小10-310-5个数量级，这可以大大提高电子显微镜的分辨率。中国已经制作了80万次分辨率为1.44的电子显微镜，可以分辨大分子。用途：电子显微镜：光学显微镜示意图，电子显微镜示意图，透射电子显微镜，透射电子显微镜，安工达电子显微镜，19

4、87年进口25万美元(现价10万美元)，仪器简介：日立H800透射电子显微镜分辨率高，能提供材料及其细微组织结构信息。技术性能：最大加速电压：200千伏分辨率：4。5A应用范围：主要用于金属和其他材料的显微组织和结构分析。4.德布罗意波的统计解释(玻恩，1926)，其中德布罗意波的强度正比于粒子出现在附近的概率，德布罗意波是一种概率波！波动性：当衍射图案很亮时，光线很强。粒子特性：当衍射图案很亮时，光线很强，光子数很大。统计解释：当光线明亮时，光子到达的概率很高。在衍射图案明亮的地方，电子到达它的概率很高，波的强度也很高。统计解释：如果玻尔半径为r1，氢原子第n轨道上电子的德布罗意波长是多少？

5、如果中子的德布罗意波长是1A，它的动能是多少？(中子质量m=1.67 * 10-27千克)，解：16-5不确定性原理，1。不确定性原理，在牛顿力学中，运动物体在任何时刻都有完全确定的位置、动量、能量、角动量等等。但是对于微观粒子来说，由于粒子的涨落，微观粒子只能以一定的概率出现在一定的位置，也就是说，粒子的位置无法确定。虽然粒子的位置无法确定，但它们基本上出现在某个区域，如内部(一维情况)或内部(三维情况)，这就是所谓的粒子坐标的不确定性。粒子的动量也是不确定的，但它基本上有一个范围(或)，这叫做粒子动量的不确定性。同样，粒子的其他力学量(能量，角动量)也是不确定的。根据经典力学，这六个不确定

6、性原则上可以减少到零，所以原则上可以精确地测量粒子的位置和动量。1927年，德国物理学家W .海森堡发现，当我们试图用宏观世界(牛顿力学)中总结的这些物理量来描述微观世界的运动时，存在一定的困难，这些困难受到以下关系的限制：海森堡测不准关系，电子在X方向的位置不准确是：衍射图样是经过长期积累后出现的，2。用电子单缝衍射解释了不确定关系。分量动量px在X方向的不确定度为：(单缝衍射)。考虑到在两个一阶极小值之外还有电子，严格证明了这个公式应该是：这是著名的海森堡测不准关系，以及对测不准关系的理解。1.当用动量和坐标的经典物理量描述微观粒子的行为时，它将是*3。在微观粒子的能量e和处于能量状态的平

7、均时间t之间也有如下不确定关系：2。它可以用来判断物理粒子的行为应该用经典力学还是量子力学来描述。海森堡创立了量子力学，这导致了氢同素异形体的发现。以1932年诺贝尔物理学奖为例，电子在电视显像管中的加速电压为9kV，电子枪的炮口直径为0.1 mm，计算并讨论了电子离开炮口后的横向速度。解决方案：电子加速9kV的速度是：讨论：因为电子的挥发性很小，图像很清晰。例如，如果球质量m=10-3公斤，速度v=10-1米/秒，x=10-6米，速度的不确定范围是多少？不确定关系实际上对宏观物体无效。例如，如果一个电子的速度为200毫秒-1，动量的不确定范围是动量的0.01%，那么电子位置的不确定范围是多少？解决方案：电子的动量，动量的不确定范围，电子的不确定范围，电子位置的不确定范