近代物理[X射线衍射]02.ppt

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 . ;威廉 . 伦琴;一. X射线产生机制;天然晶体可以看作是光栅常数很小的空间三维衍射光栅。;X-射线衍射的发现过程： 劳厄发现X射线衍射和慕尼黑大学的科学气氛有密切关系，当时师生们讨论最多的一个问题就是X射线的本性。劳厄认为X射线是电磁波。1912年,劳厄在同一位博士研究生厄瓦耳交谈时，产生了用X射线照射晶体用以研究固体结构的想法。他设想X射线是极短的电磁波，而晶体又是原子（离子）的有规则的三维排列, 就像是一块天然光栅那样，只要X射线的波长和晶体中原子（离子）的间距具有相同的数量级，那么当用X射线照射晶体时就应能观察到干涉现象。这确实是一个极其奇特而又非常有效的方法。劳厄的“光学直觉”使他产生了思想上的飞跃，晶体中原子的排列如果是有规则的，其间距与入射波的波长同数量级，就有可能产生干涉。 1912年4月他们开始了这项试验。弗里德利希和尼平很快地按劳厄的设计搭起了安装有实验装置的架子，但是他们在第一轮实验中，由于X射线太弱，曝光时间不足而屡遭失败，幸亏他们有坚定的信念，把曝光时间延为数小时，才在底片上显出有规则的斑点。后来，他们改进了设备，采用ZnS、NaCl等晶体做试验，衍射斑点具有更为明显的对称性。接着，劳厄推导出一系列衍射方程，很好地解释了这些斑点的成因。;威廉 .亨利 . 布拉格（父）;晶格常数d, 掠射角θ, 则; 布拉格公式：;光栅公式与布拉格方程的区别： 对应一个光栅，只有一个光栅公式；对应同一种晶体却 有多个布拉格方程。另公式中角度的含义不同。;§4 德布罗意物质波理论;? 1672年牛顿提出光的微粒说;3、德布罗意物质波;注 意;4、物质波的实验验证;(2) 戴维孙 — 革末电子衍射实验装置;（3）实验结果;对于伦琴射线，投射到晶体上时，只有入射波的波长满足： 的那些射线才能以一定的角反射。;5、物质波的统计解释;例1 试计算温度为 时慢中子的德布罗意波长.;例4、假设电子运动的速度可与光速相比拟，则当电子的动能等??其静止能量 2 倍时，其德布罗意波长是多少？（m0=9.11×10-31kg);§5 波函数及其统计解释;对三维粒子有：;4、波函数的标准化条件;§6 海森伯不确定性关系;?不确定关系的物理表述及物理意义;例如：小球质量m=10-3千克，速度V=10-1米/秒,?x=10-6米，则：;a;根据单缝衍射公式半角宽：;测不准关系在物理学中的重要意义;例2、一维运动的粒子，设其动量的不确定 　　　量等于它的动量。 　　　试求：该粒子的位置不确定量与它的 　　　德布罗意波长的关系。;例3、一个静止电子与一能量为4.0×103eV的光子碰撞后， 它 能获得的最大动能是多少？