2021-2022學(xué)年高二物理競賽課件：實物粒子的波粒二象性

1、實物粒子的波粒二象性實物粒子的波粒二象性 一、光的波粒二象性 19 世紀(jì)后半期，電磁理論成功地解釋了光的干涉、衍射、偏振等現(xiàn)象，建立了光的波動圖象, 但到了廿世紀(jì)初，人們?yōu)榻忉尮怆娦?yīng)、康普頓效應(yīng)，又不得不將光當(dāng)作微粒來處理。尤其愛因斯坦提出了光子的概念，建立了 的關(guān)系后，更使人認(rèn)識到光是具有波粒二象性的東西。引言:半經(jīng)典半量子的玻爾理論存在局限,看來是建立新理論的候了,但新理論是什么呢? 波動性-它能在空間表現(xiàn)出干涉、衍射等波動現(xiàn) 象，具有一定的波長、頻率。粒子性-是指它具有集中的不可分割的性質(zhì)。一顆光子就是集中的不可分割的一顆，它具有能量（ ）、動量與質(zhì)量。ZXY光子波動如此截然不同的圖象

2、卻集中于一體，很難想象！光的波粒二象性引起了法國Lous De Broglie的思考-世界真奇妙德布羅意覺得自然界在很多方面是對稱的，但整個世紀(jì)以來，人們對光的研究是否過多地注意到了它們的波動性；而對實物粒子（靜止 質(zhì)量不為零的微觀粒子及由它們組成的實物）的研究，又是否把粒子的圖象想得過多而忽略了它們的波的圖象呢！1922年他的這種思想進(jìn)一步升華，經(jīng)再三思考，1924年，De Broglie在他的博士論文“量子論研究”中，大膽地提出了如下假設(shè)： 不僅輻射具有二象性，而且一切實物粒子也具有二象性。德布羅意假設(shè) 事實上德布羅意提出以上想法后，也沒有被大家接受，直到他的導(dǎo)師朗之萬將其論文的復(fù)制品交給

3、愛因斯坦，愛因斯坦稱贊他“揭開 了大幕的一角”才引起學(xué)術(shù)界的重視，并研究如何從實驗上去驗證。從經(jīng)典物理看來，簡直是荒謬和不可思議，看來提出這種想法沒有一定的氣魄是不行的。德布羅意回憶說：“我當(dāng)時只不過是一種想法，不過尚沒有誕生，而且覺得這種想法不敢講出去”。但什么是德布羅意波呢？-不到火候不揭鍋！注意：這一假設(shè)建立了對實物粒子的一種新的圖象，這種圖象既允許它.表現(xiàn)微粒性，又允許它表現(xiàn)出波動性。這種波稱為“物質(zhì)波”或“德布羅波”。光子的波粒二象性德布羅意波粒子性波動性（具有能量）（具有頻率）（具有動量）h光子的波動性二者通過 h來聯(lián)系推廣：實物粒子也具有波粒二象性物粒子的波粒二象性 質(zhì)量為m的粒子，以速度v運動時，不但具有粒子的性質(zhì)，也具有波動的性質(zhì)；h粒子性波動性二者通過h來聯(lián)系a、在 時，考慮相對論b、在 時注意：對實物粒子，v是指粒子的速度（群速）故不存在v=的關(guān)系。c. 實物粒子的相速度和群速度 相速度群速度 和實物粒子相聯(lián)系的物質(zhì)波的群速度 等于粒子運動的速度 實物粒子以群速運動，能量和動量以群速傳播 電子的德布羅意波長 加速電勢差為 U，則可獲得電子在不同電壓