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第十一章 量子物理基础 《大学物理》多媒体教学课件 思想方法 自然界在许多方面都是明显地对称的，他采用类比的方法提出物质波的假设 . “整个世纪以来，在辐射理论上，比起波动的研究方法来，是过于忽略了粒子的研究方法； 在实物理论上，是否发生了相反的错误呢 ？ 是不是我们关于‘粒子’的图象想得太多 ，而过分地忽略了波的图象呢？” 法国物理学家德布罗意（Louis Victor de Broglie 1892 – 1987 ) §11-2 实物粒子的波动性 一　德布罗意假设（1924 年 ） 德布罗意假设：实物粒子具有波粒二象性 . 德布罗意公式 2）宏观物体的德布罗意波长小到实验难以测量的程度，因此宏观物体仅表现出粒子性 . 注 意 1）若 则 若 则 粒子的波动性 例 在一束电子中，电子的动能为 ，求此电子的德布罗意波长 ？ 解 此波长的数量级与 X 射线波长的数量级相当. 粒子的波动性 二　德布罗意波的实验证明 1 戴维孙 — 革末电子衍射实验（1927年） 35 54 75 当散射角 时 电流与加速电压曲线 检测器 电子束 散射线 电子被镍晶体衍射实验 M K 电子枪 粒子的波动性 电子衍射 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 镍晶体 电子波的波长 两相邻晶面电子束反射射线干涉加强条件 电子衍射 2 G . P . 汤姆孙电子衍射实验 ( 1927年 ) 当 时， 与实验结果相近. 电子束透过多晶铝箔的衍射 K 双缝衍射图 电子衍射 解 在热平衡状态时, 按照能均分定理慢中子的平均平动动能可表示为 例3 试计算温度为 时慢中子的德布罗意波长. 平均平动动能 慢中子的德布罗意波长 三 应用举例 1932年德国人鲁斯卡成功研制了电子显微镜 ; 1981年德国人宾尼希和瑞士人罗雷尔制成了扫瞄隧道显微镜. 德布罗意波 四　德布罗意波的统计解释 经典粒子 不被分割的整体，有确定位置和运动轨道 ；经典的波 某种实际的物理量的空间分布作周期性的变化，波具有相干叠加性 . 二象性 要求将波和粒子两种对立的属性统一到同一物体上 . 1926 年玻恩提出 德布罗意波是概率波 . 统计解释：在某处德布罗意波的强度是与粒子在该处邻近出现的概率成正比的 . 概率概念的哲学意义：在已知给定条件下，不可能精确地预知结果，只能预言某些可能的结果的概率 . 德布罗意波