82固态电子理论.PDF

冯端等 《材料物理》第8章 8.1 量子特征 8.1.1 波粒二象性 材料物理 上海大学 一、波粒二象性 光既具有波动性，也具有粒子性 在经典光学、麦克斯韦经典电磁理论中，光被处理为电磁 波; 而Hertz在1887年发现光电效应以及1905年Einstein 对光电效应的解释体现了光的粒子性。 Louis de Broglie假说：1924年提出了波粒二象性的假说： 与一个动量为p、能量为E的粒子相联系存在物质波，波长λ 或频率ν通过普朗克常数相联系。 h E λ ν p h 材料物理 上海大学 2π 引用波数 k 和角频率ω 2πν,并定义常数 λ h −34  1.0544 ×10 J •S 2π 德布罗意关系式 → h → → E hν ω p n k λ h h 德布罗意波长 λ p mv 波粒二象性不只是光子具有，一切实物粒子(电 子、质子、中子……)均具有波粒二象性。 材料物理 上海大学 当时既没有任何已知的物理事实需要用这种思想 来解释，也没有任何迹象表明粒子具有波动性。德 布罗意主要是在接受了光的波粒二象性的事实之后， 由对称性及统一性的考虑而提出这一假设的 爱因斯坦在研究物理规律时非常注意对称性，高 度赞扬德布罗意的工作，他认为德布罗意的观点是自 然界的对称性的又一重大表现。 材料物理 上海大学 德布罗意假设的实验证明 1 戴维孙——革末实验 1927年，戴维孙和革末做了电子束在镍晶体表面上散 射的实验，观察到和 X 射线衍射类似的电子衍射现象， 首先证实了电子的波动性。 若认为电子具有波动性，电子以速度v运动，与之相应 存在一列电子波，其波长为： 1 2 mv eU 集电器 2 h h λ G mv 2meU U 镍单晶片Ni