物理量子物理课件 15-6德布罗意波 实物粒子的二象性.ppt

据说，作为一个上层家庭的高干子弟，作为一个改行不久的文学青年，德布罗意的懒散也是在物理学界里令人叹为观止的，需要攻读五年的博士学位，在写毕业论文的时候他用的只有两片纸，用两片纸来承载这么破天荒地理论，德布罗意很快就引起了全世界的愤怒，他的学说也毫无疑问的被贬得一文不值. * 15-1 黑体辐射 普朗克能量子假设 15-2 光电效应 光的波粒二象性 15-3 康普顿效应 15-4 氢原子的玻尔理论 15-6 德布罗意波 实物粒子的二象性 15-7 不确定关系 15-8 量子力学简介 第十五章 量子物理 一、德布罗意假设 二、德布罗意波的实验证明 三、德布罗意波的应用举例 四、德布罗意波的统计解释 15-6 德布罗意波 实物粒子的二象性 第十五章 量子物理 光(波)具有粒子性， 实物粒子具有波动性吗? 从自然界的对称性出发，德布罗意认为: 既然光(波)具有粒子性，那么实物粒子也应具有波动性. 1924年11月27日，德布罗意把题为《关于量子理论的研究》的博士论文提交巴黎大学． 一 德布罗意假设 L.V. de Broglie （法，1892-1987） 与粒子相联系的波称为物质波或德布罗意波． 　　一个能量为E，动量为P的实物粒子同时具有波动性，且 ?－德布罗意波长 他在论文中指出: 德布罗意公式 静止质量m 0的实物粒子以速度v 运动时，其波长： 如果 ，那么 德布罗意公式 他还用物质波的概念成功地解释了玻尔提出的轨道量子化条件. 德布罗意认为电子的物质波绕圆轨道传播时，只有满足驻波条件时，此轨道才是稳定的. r λ 玻尔的电子轨道角动量量子化条件！ 德布罗意的导师朗之万（1872—1946）把德布洛意的文章寄给爱因斯坦. 爱因斯坦说： “瞧瞧吧，看来疯狂，可真是站得住脚呢!” “揭开了自然界巨大帷幕的一角.” 经爱因斯坦的推荐，物质波理论受到了关注. 德布罗意的导师朗之万（1872—1946）把德布罗意的文章寄给爱因斯坦. 爱因斯坦： “瞧瞧吧，看来疯狂，可真是站得住脚呢!” “揭开了自然界巨大帷幕的一角.” 经爱因斯坦的推荐，物质波理论受到了关注. 它为量子力学的建立提供了物理基础. 电子通过金薄膜的衍射实验 1 戴维逊(Davisson)-革末(Germer)实验(1927年) 电子在镍单晶上的衍射实验 2 汤姆逊（G.P.Thomson）实验（1927年） 二 物质波的实验验证 3 约恩逊(Jonsson)实验（1961年） 4 质子、中子、原子、分子…也有波动性 电子通过狭缝的衍射实验 U=100伏 ?=0.1225nm 电子的波长: 设电子动能由V伏电压加速产生 －X射线波段 U=10000伏 ?=0.01225nm 1 戴维逊(Davisson)-革末(Germer)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 检测器 电子束 散射线 电子被镍晶体衍射实验 M K 电子枪 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 两相邻晶面电子束反射射线干涉加强条件 当 时， 镍晶体 U=54V时, 理论值比实验值稍大的原因是电子受正离子的吸引，在晶体中的波长比在真空中稍小（动量稍大）． 经修正后，理论值与实验结果完全符合． 与实验结果相近 电子不仅在反射时有衍射现象，汤姆逊实验证明了电子在穿过金属片后也象X 射线一样产生衍射现象. 电子束透过多晶铝箔的衍射 K 2 汤姆逊（G.P.Thomson）实验（1927年） 　　电子的衍射实验不仅证明了电子有波动性,同时证明了德布罗意假设的正确性. 　　戴维逊和汤姆逊因验证电子的波动性分享1937年的物理学诺贝尔奖金! 德布罗意获1929年诺贝尔物理学奖! 电子通过金薄膜的衍射实验 1 戴维逊(Davisson)-革末(Germer)实验(1927年) 电子在镍单晶上的衍射实验 2 汤姆逊（G.P.Thomson）实验（1927年） 电子的单缝、双缝、三缝和四缝衍射实