光的波粒二象性物質(zhì)波課件

17.3嶄新的一頁(yè):粒子的波動(dòng)性德布羅意(deBroglie,1892-1987)

有記者曾問(wèn)英國(guó)物理學(xué)家、諾貝爾獲獎(jiǎng)?wù)卟祭窠淌冢汗馐遣ㄟ€是粒子？布拉格幽默地回答道：“星期一、三、五它是一個(gè)波，星期二、四、六它是一個(gè)粒子，星期天物理學(xué)家休息。”如果你是布拉格教授，將如何機(jī)智地回答？那么光的本性到底是什么？光的本性光學(xué)發(fā)展史1672牛頓微粒說(shuō)T/年惠更斯波動(dòng)說(shuō)1690麥克斯韋電磁說(shuō)18641905愛(ài)因斯坦光子說(shuō)光的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)事實(shí)描述的物理量波動(dòng)性粒子性波動(dòng)性粒子性光的干涉光的衍射光電效應(yīng)康普頓效應(yīng)ν、λ1672牛頓微粒說(shuō)T/年惠更斯波動(dòng)說(shuō)1690麥克斯韋電磁說(shuō)18641905愛(ài)因斯坦光子說(shuō)波動(dòng)性粒子性1909愛(ài)因斯坦光的波粒二象性光既具有粒子性，又具有波動(dòng)性。光學(xué)發(fā)展史粒子性波動(dòng)性（具有能量）（具有頻率）（具有動(dòng)量）hh架起了粒子性與波動(dòng)性之間的橋梁一.光的波粒二象性（具有波長(zhǎng)）1672牛頓微粒說(shuō)T/年惠更斯波動(dòng)說(shuō)1690麥克斯韋電磁說(shuō)18641905愛(ài)因斯坦光子說(shuō)波動(dòng)性粒子性1909愛(ài)因斯坦光的波粒二象性光既具有粒子性，又具有波動(dòng)性。1924德布羅意粒子的波粒二象性實(shí)物粒子既具有粒子性，也具有波動(dòng)性。二.粒子的波粒二象性

一個(gè)質(zhì)量為m的實(shí)物粒子以速率v運(yùn)動(dòng)時(shí)，即具有以能量ε和動(dòng)量p所描述的粒子性，同時(shí)也具有以頻率ν和波長(zhǎng)λ所描述的波動(dòng)性。h粒子性波動(dòng)性二者通過(guò)h來(lái)聯(lián)系二.粒子的波粒二象性德布羅意波（物質(zhì)波）的波長(zhǎng)在時(shí)電子的德布羅意波長(zhǎng)

注意：對(duì)實(shí)物粒子，v是指粒子的速度（群速）故不存在v=的關(guān)系。加速電勢(shì)差為

U，則二.粒子的波粒二象性可獲得電子在不同電壓下的波長(zhǎng)的單位為eV與x射線(xiàn)的波長(zhǎng)相當(dāng)

二.粒子的波粒二象性

X射線(xiàn)照在晶體上可以產(chǎn)生衍射，電子打在晶體上也能觀察電子衍射。

1927年C.J.戴維森與G.P.革末作電子衍射實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證電子具有波動(dòng)性。1.電子衍射實(shí)驗(yàn)1

戴維遜和革末的實(shí)驗(yàn)是用電子束垂直投射到鎳單晶，電子束被散射。其強(qiáng)度分布可用德布羅意關(guān)系和衍射理論給以解釋?zhuān)瑥亩?yàn)證了物質(zhì)波的存在。探測(cè)器電子束電子槍鎳單晶三.物質(zhì)波的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證Ia=0.215nmd=0.0908nm電流出現(xiàn)了周期性變化Ni單晶da實(shí)驗(yàn)結(jié)果：三.物質(zhì)波的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)解釋?zhuān)簩㈦娮涌闯刹?，其波長(zhǎng)為德布羅意波長(zhǎng)：既然是波，電流出現(xiàn)最大值時(shí)正好滿(mǎn)足布喇格公式：即：實(shí)驗(yàn)裝置：GNi單晶電流計(jì)UBK發(fā)射電子陰級(jí)加速電極顯然將電子看成微粒無(wú)法解釋。實(shí)驗(yàn)表明電流最大值正好滿(mǎn)足M三.物質(zhì)波的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證三.物質(zhì)波的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證三.物質(zhì)波的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證2.電子雙縫實(shí)驗(yàn)1961年瓊森（ClausJ?nsson）將一束電子加速到50Kev，讓其通過(guò)一縫寬為a=0.510-6m，間隔為d=2.010-6m的雙縫,當(dāng)電子撞擊熒光屏?xí)r,發(fā)現(xiàn)了類(lèi)似于雙縫衍射實(shí)驗(yàn)結(jié)果.大量電子一次性的行為三.物質(zhì)波的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證