15—5微观粒子的波动性.ppt

* §15-5 微观粒子的波动性 一、德布罗意波及其实验观测 光子具有波粒二象性 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—突出表现在光子与物质的相互作用中， 它具有能量、动量与质量。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 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！ 1、德布罗意假设 光的波粒二象性引起了法国Lous De Broglie的思考 （1892-1987） Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 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。 很早认识到光的波动性； 直到1905年认识到光的粒子性。 光（场物质）： 实物粒子： 很早认识到实物粒子的粒子性； 实物粒子是否也有波动性？ Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 德布罗意假设：实物粒子同时具有波粒二象性； 粒子性 波动性 波粒二象性联系： 与实物粒子相联的波称为德布罗意波或物质波. 物质波的波长和频率为 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 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爱因斯坦， 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”。 爱因斯坦说： “揭开了自然界巨大帷幕的一角” “瞧瞧吧，看来疯狂，可真是站得住脚呢” Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 经爱因斯坦的推荐，物质波理论受到了关注 答辩会上，佩林问: “这种波怎样用实验来证实呢？” 德布洛意： “用电子在晶体上的衍射实验可以做到。” 二 、德布罗意波的实验验证 戴维逊(Davisson)革末(Germer)实验(1927) 电子在镍单晶上的衍射实验 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 电子通过金薄膜的衍射实验 汤姆逊（G.P.Thomson）实验（1927） 约恩逊(Jonsson)实验（1961） Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. G Ni单晶 电 流 计 实验装置： U B K 发射电 子阴级 加 速 电 极 I 电流出现了周期性变化 实验结果： 实验表明，以一定方向投射到晶面上的电子束，只有具有某些特定速率时，才能准确地按照反射定律在晶面上反射。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 实验结果与晶