粒子的波動(dòng)性5

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

粒子的波動(dòng)性02575波的類型機(jī)械波

電磁波波的特性：干涉、衍射：需要依靠介質(zhì)傳播。：可以在真空中傳播。粒子的波動(dòng)性02575干涉：兩列或兩列以上的相干波在空間中重疊時(shí)發(fā)生疊加形成新波形的現(xiàn)象。粒子的波動(dòng)性02575衍射：波在傳播過(guò)程中遇到障礙物時(shí)偏離原來(lái)直線傳播的物理現(xiàn)象。粒子的波動(dòng)性02575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。”那么光的本性到底是什么？光的本性粒子的波動(dòng)性02575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)波動(dòng)性粒子性1801托馬斯·楊雙縫干涉實(shí)驗(yàn)1814菲涅耳衍射實(shí)驗(yàn)赫茲電磁波實(shí)驗(yàn)1888赫茲發(fā)現(xiàn)光電效應(yīng)1922康普頓效應(yīng)牛頓微粒說(shuō)占主導(dǎo)地位波動(dòng)說(shuō)漸成真理粒子的波動(dòng)性025751672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)展史粒子的波動(dòng)性02575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)）粒子的波動(dòng)性02575

德布羅意原來(lái)學(xué)習(xí)歷史，后來(lái)改學(xué)理論物理學(xué)。他善于用歷史的觀點(diǎn)，用類比方法分析問(wèn)題。

1924年，他考慮到普朗克量子愛(ài)因斯坦光子理論的成功在博士論文《關(guān)于量子理論的研究》中大膽地把光的波粒二象性推廣實(shí)物粒子，如電子，質(zhì)子等。于是他提出實(shí)物粒子也具有波動(dòng)性。這種與實(shí)物粒子相聯(lián)系的波稱為德布羅意波.

愛(ài)因斯坦覺(jué)察到德布羅意物質(zhì)波思想的重大意義，譽(yù)之為“揭開(kāi)一幅大幕的一角”。法國(guó)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。二.粒子的波粒二象性粒子的波動(dòng)性02575

實(shí)物粒子也具有波粒二象性。每一個(gè)運(yùn)動(dòng)的粒子都與一個(gè)對(duì)應(yīng)的波聯(lián)系。

這種波稱之為物質(zhì)波，也叫德布羅意波。二.粒子的波粒二象性德布羅意波（物質(zhì)波）的波長(zhǎng)粒子的波動(dòng)性025751.一個(gè)電子被75V的電壓加速后,（電子質(zhì)量為9.11×10-31kg）a.加速后的速度為多大？b.求其具有的德布羅意波長(zhǎng)。例題λ=1.4×10-10m=0.14nm2.如速度v=500m/s飛行的子彈，質(zhì)量為m=10-2kg，對(duì)應(yīng)的德布羅意波長(zhǎng)為多少？實(shí)在太?。=5.13x106m/s粒子的波動(dòng)性02575發(fā)現(xiàn)衍射現(xiàn)象的前提：孔、縫、障礙物的尺寸與波長(zhǎng)差不多或者比波長(zhǎng)更小。而普通物體的物質(zhì)波長(zhǎng)太小，所以幾乎觀察不到波動(dòng)性。波長(zhǎng)越長(zhǎng)，波動(dòng)性越明顯。波長(zhǎng)越短，粒子性越明顯。

粒子的波動(dòng)性025751912年勞厄證明了倫琴射線晶體離子的間距大概是10-10m

電子衍射實(shí)驗(yàn)三.物質(zhì)波的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證1927年G.P.湯姆孫（J.J.湯姆孫之子）與C.J.戴維森分別利用了倫琴射線晶體完成了電子衍射實(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。屏P多晶薄膜高壓柵極陰極電子衍射圖樣粒子的波動(dòng)性02575

1926年德國(guó)物理學(xué)家波恩提出了概率波，認(rèn)為個(gè)別微觀粒子在何處出現(xiàn)有一定的偶然性，但大量粒子在空間何處出現(xiàn)的空間分布卻服從一定的統(tǒng)計(jì)規(guī)律。四、德布羅意波的統(tǒng)計(jì)解釋經(jīng)典的波：具有時(shí)空周期性的、確定的德布羅意波：概率波粒子的波動(dòng)性02575通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)可知：雖然不能肯定某個(gè)光子落在哪一點(diǎn)，但在屏上各處明暗不同可以推知，光子落在各點(diǎn)的概率是不一樣的，即光子落在明紋處的概率大，落在暗處的概率小。

光是一種概率波。光的強(qiáng)弱對(duì)應(yīng)光子的數(shù)目粒子的波動(dòng)性025757個(gè)電子100個(gè)電子300020000一個(gè)一個(gè)電子依次入射雙縫的干涉實(shí)驗(yàn)：70000體現(xiàn)了粒子性體現(xiàn)了波動(dòng)性大量粒子表現(xiàn)波動(dòng)性少量粒子表現(xiàn)粒子性粒子的波動(dòng)性02575現(xiàn)象：1.單個(gè)粒子的位置是不確定的，但在某點(diǎn)附近出現(xiàn)的概率的大小可以由波動(dòng)規(guī)律確定。2.大量粒子，概率的分布導(dǎo)致確定的宏觀結(jié)果。粒子數(shù)越多，規(guī)則的條紋越來(lái)越明顯。物質(zhì)波也是概率波粒子的波動(dòng)性02575五、小結(jié)波動(dòng)性

干涉衍射偏振粒子性

光電效應(yīng)康普頓效應(yīng)2.1.光和實(shí)物粒子都具有波粒二象性3.德布羅意波（物