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崭新的一页： 粒子的波动性 第三节 光具有波粒二象性 一、德布罗意波（物质波） De . Broglie 1923年发表了题为“波和粒子”的论文，提出了物质波的概念。 他认为，“整个世纪以来（指19世纪）在光学中比起波动的研究方法来，如果说是过于忽视了粒子的研究方法的话，那末在实物的理论中，是否发生了相反的错误呢？是不是我们把粒子的图象想得太多，而过分忽略了波的图象呢” 德布罗意 (due de Broglie, 1892-1960) 德布罗意原来学习历史，后来改学理论物理学。他善于用历史的观点，用对比的方法分析问题。 1923年，德布罗意试图把粒子性和波动性统一起来。1924年，在博士论文《关于量子理论的研究》中提出德布罗意波,同时提出用电子在晶体上作衍射实验的想法。 爱因斯坦觉察到德布罗意物质波思想的重大意义，誉之为“揭开一幅大幕的一角”。 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，量子力学的奠基人之一。 能量为E、动量为p的粒子与频率为v、波长为?的波相联系，并遵从以下关系： E=mc2=hv 这种和实物粒子相联系的波称为德布罗意波(物质波或概率波),其波长?称为德布罗意波长。 普朗克常量 运动物体的动量 德布罗 意波波长 任何一个运动着的物体，小到电子、质子，大到行星、太阳，都有一种波与它对应。 物质波（德布罗意波） 一颗子弹、一个足球有没有波动性呢？　 例： 质量 m = 0.01kg，速度 v = 300 m/s 的子弹的德布罗意波长为多少？ 计算结果表明，子弹的波长小到实验难以测量的程度。所以，宏观物体只表现出粒子性。 【例1】试估算一个中学生在跑百米时的德布罗意波的波长。 解：估计一个中学生的质量m≈50kg ，百米跑时速度v≈7m/s ，则 例2 (1)电子动能Ek=100eV；(2)子弹动量p=6.63×106kg.m.s-1, 求德布罗意波长。 解 (1)因电子动能较小，速度较小，可用非相对论公式求解 =1.23? (2)子弹: h= 6.63×10-34 = 1.0×10-40m 可见，只有微观粒子的波动性较显著；而宏观粒子(如子弹)的波动性根本测不出来。 一个质量为m的实物粒子以速率v 运动时，即具有以能量E和动量P所描述的粒子性，同时也具有以频率n和波长l所描述的波动性。 德布罗意关系 如速度v=5.0?102m/s飞行的子弹，质量为m=10-2Kg，对应的德布罗意波长为： 如电子m=9.1?10-31Kg，速度v=5.0?107m/s, 对应的德布罗意波长为： 太小测不到！ X射线波段 L.V.德布罗意 电子波动性的理论研究 1929诺贝尔物理学奖 C.J.戴维孙 通过实验发现晶体对电子的衍射作用 1937诺贝尔物理学奖 X射线经晶体的衍射图 电子射线经晶体的衍射图 电子显微镜