粒子的波动性.ppt

关于粒子的波动性第1页，共20页，星期日，2025年，2月5日粒子的波动性第2页，共20页，星期日，2025年，2月5日学说名称微粒说波动说电磁说光子说波粒二象性代表人物牛顿惠更斯麦克斯韦爱因斯坦公认实验依据光的直线传播、光的反射光的干涉、衍射能在真空中传播，是横波，光速等于电磁波速度光电效应、康普顿效应光既有波动现象，又有粒子特征光学发展史第3页，共20页，星期日，2025年，2月5日光的波粒二象性1、光的本性(1)大量光子产生的效果显示出波动性，比如干涉、衍射、偏振现象表明光在传播过程中具有波动性．(2)个别光子产生的效果往往显示出粒子性，比如光电效应、康普顿效应等光子与电子的作用是一份一份进行的，这些都体现了光的粒子性．(3)光既具有波动性又具有粒子性，光具有波粒二象性．第4页，共20页，星期日，2025年，2月5日(1)能量：ε＝(2)动量：p＝2、光子的能量和动量hv第5页，共20页，星期日，2025年，2月5日3、意义能量ε和动量p是描述物质的粒子性的重要物理量波长λ和频率v是描述物质的波动性的典型物理量因此ε＝和p＝揭示了光的粒子性和波动性之间的密切关系．hvh架起了粒子性与波动性的桥梁第6页，共20页，星期日，2025年，2月5日二、粒子的波动性及实验验证德布罗意波波粒二象性1、德布罗意波（物质波）De.Broglie1923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”第7页，共20页，星期日，2025年，2月5日一、德布罗意的物质波德布罗意(duedeBroglie,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。第8页，共20页，星期日，2025年，2月5日(1)实验探究思路干涉、衍射是波特有的现象，如果实物粒子具有波动性，则在一定条件下，也应该发生干涉或衍射现象．(2)实验验证1927年戴维孙和汤姆孙分别利用晶体做了电子束衍射实验，得到了电子的衍射图样，证实了电子的波动性．2、物质波的实验验证第9页，共20页，星期日，2025年，2月5日(3)说明①人们陆续证实了质子、中子以及原子、分子的波动性，对于这些粒子，德布罗意给出的v＝和λ＝关系同样正确．第10页，共20页，星期日，2025年，2月5日一切实物粒子都有波动性后来，大量实验都证实了：质子、中子和原子、分子等实物微观粒子都具有波动性，并都满足德布洛意关系。一颗子弹、一个足球有没有波动性呢？质量m=0.01kg，速度v=300m/s的子弹的德布洛意波长为计算结果表明，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。第11页，共20页，星期日，2025年，2月5日(3)说明②宏观物体的质量比微观粒子的质量大得多，运动时的动量很大，对应的德布罗意波的波长很小，根本无法观察到它的波动性．第12页，共20页，星期日，2025年，2月5日三、对物质波的理解1、一切运动着的物