實(shí)物粒子的波粒二象性-優(yōu)質(zhì)課件

1、氫原子的能級：軌道半徑是量子化的： 玻爾理論的一個(gè)成功之處 能量是量子化的： 玻爾理論的又一個(gè)成功之處 玻爾的氫原子理論成功的給出了里德伯常數(shù)的表達(dá)式和數(shù)值玻爾理論的第三個(gè)成功之處 1914 年J.Franck G.Hertz用電子轟擊原子的實(shí)驗(yàn)，證明了原子內(nèi)部能量是量子化的。J. Franck (1882-1964)G. Hertz (1887-1975)for their discovery of the laws governing the impact of an electron upon an atom The Nobel Prize in Physics 1925德布羅意波實(shí)物粒

2、子的波粒二象性26-5,6,7法國物理學(xué)家，1929年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者，波動(dòng)力學(xué)的創(chuàng)始人，量子力學(xué)的奠基人之一。德布羅意之前，人們對自然界的認(rèn)識，只局限于兩種基本的物質(zhì)類型：實(shí)物和場。前者由原子、電子等粒子構(gòu)成，光則屬于后者。但是，許多實(shí)驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)了難以解釋的矛盾。物理學(xué)家們相信，這些表面上的矛盾，勢必有其深刻的根源。1923年，德布羅意最早想到了這個(gè)問題，并且大膽地設(shè)想，人們對于光子的波粒二象性會不會也適用于實(shí)物粒子。如果成立的話，實(shí)物粒子也同樣具有波動(dòng)性。為了證實(shí)這一設(shè)想，1923年，德布羅意又提出了做電子衍射實(shí)驗(yàn)的設(shè)想。1924年，又提出用電子在晶體上做衍射實(shí)驗(yàn)的想法。1927年，戴

3、維孫和革末用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電子具有波動(dòng)性，不久，G.P.湯姆孫與戴維孫完成了電子在晶體上的衍射實(shí)驗(yàn)。此后，人們相繼證實(shí)了原子、分子、中子等都具有波動(dòng)性。德布羅意的設(shè)想最終都得到了完全的證實(shí)。這些實(shí)物所具有的波動(dòng)稱為德布羅意波，即物質(zhì)波。光(波)具有粒子性，那么實(shí)物粒子具有一.德布羅意假設(shè)波動(dòng)性嗎?L.V. de Broglie （ 法國人，1892 1986 ）從自然界的對稱性出發(fā)，具有粒子性，那么實(shí)物粒子也應(yīng)具有波動(dòng)性。1924.11.29德布羅意把題為“量子理論的研究”的博士論文提交給了巴黎大學(xué)。26-5 實(shí)物粒子的波動(dòng)性認(rèn)為既然光(波)與粒子相聯(lián)系的波稱為物質(zhì)波或德布羅意波，一個(gè)能量為E、動(dòng)

4、量為 p 的實(shí)物粒子，同時(shí)他在論文中指出：關(guān)系與光子一樣：它的波長、頻率 和 E、p的 愛因斯坦 德布羅意關(guān)系式 德布羅意波長（de Broglie wavelength）也具有波動(dòng)性， 物質(zhì)波的概念可以成功地解釋原子中令人困惑的軌道量子化條件。（軌道角動(dòng)量 量子化條件）德布羅意的導(dǎo)師朗之萬把德布羅意的論文寄給“揭開了自然界巨大帷幕的一角”“看來瘋狂，可真是站得住腳呢”穩(wěn)定軌道 要滿足駐波條件波長論文獲得了評委會的高度評價(jià)。了愛因斯坦，愛因斯坦稱贊德布羅意的論文rU=100V 時(shí)， =1.225經(jīng)愛因斯坦的推薦，物質(zhì)波理論受到了關(guān)注。 在論文答辯會上，佩林問： “這種波怎樣用實(shí)驗(yàn)耒證實(shí)呢？” 德布羅意答道： “用電子在晶體上的衍射實(shí)驗(yàn)可以做到?！彼闼汶娮拥牟ㄩL：設(shè)加速電壓為U（單位為伏特） X射線波段（電子v px，此情形下，坐標(biāo)和動(dòng)量基本隔壁車庫內(nèi)的汽車突然闖入了客廳 這在微觀世界里是可能發(fā)生的圖象。該圖包含著兩個(gè)物理內(nèi)容：1. 由不確定關(guān)系，汽車在車庫中永遠(yuǎn)不會靜止。2. 物體在有限勢阱內(nèi)（車庫的壁）有一定透出的概率（見下一章）。 該圖出自伽莫夫的物理世界奇遇記德國人W