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文檔簡介

德布羅意波微觀粒子波粒二象性

光的干涉、衍射等現(xiàn)象證實了光的波動性；熱輻射、光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)等現(xiàn)象又證實了光的粒子性。光具有波粒二象性。

德布羅意波在光的二象性的啟發(fā)下，提出了與光的二象性完全對稱的設(shè)想，即實物粒子（如電子、質(zhì)子等）也具有波-粒二象性的假設(shè)。一、德布羅意波德布羅意波微觀粒子波粒二象性

質(zhì)量為

的粒子以速度

勻速運動時，具有能量

和動量；從波動性方面來看，它具有波長

和頻率，這些量之間的關(guān)系遵從下述公式：

具有靜止質(zhì)量

的實物粒子以速度

運動，則和該粒子相聯(lián)系的平面單色波的波長為：德布羅意公式如果

，那么

德布羅意認為電子的物質(zhì)波繞圓軌道傳播時，只有滿足駐波條件時，此軌道才是穩(wěn)定的。在這一假設(shè)下，可以得出玻爾假設(shè)中的有關(guān)電子軌道角動量量子化條件：實驗裝置實驗結(jié)果二、戴維孫-革末實驗晶格常數(shù)為散射平面間距波程差：加強的條件：波程差計算圖與X射線在晶體上衍射時的布拉格公式相同。電子經(jīng)加速電勢差為

U的電場加速后，動量：速度：相應(yīng)的德布羅意波長：動能：代入布拉格公式得出：

極大值出現(xiàn)在

的方向，與實驗符合的很好，這表明電子具有波動性，而且德布羅意波長公式是正確的。

對鎳來說，。把

和

值代入上式得：

電子通過金多晶薄膜的衍射實驗。（湯姆遜1927）

電子的單縫、雙縫、三縫和四縫衍射實驗。（約恩遜1961)

自然界中的一切微觀粒子，不論它們的靜止質(zhì)量是否為零，都具有波粒二象性。

二十世紀三十年代以后，實驗發(fā)現(xiàn)中子、質(zhì)子、中性原子都具有衍射現(xiàn)象。三、微觀粒子的波粒二象性從上世紀二十年代開始，人們認識到微觀粒子同時具有粒子性和波動性。波粒二象性是同一客體在不同條件下的表現(xiàn)。

光學(xué)顯微鏡的分辨本領(lǐng)與光波的波長成反比。

當(dāng)加速電場很大時，電子的德布羅意波長可以比可見光波長短得多，如U為10萬伏時，電子的波長為0.004nm，比可見光短10萬倍。因此，利用電子波代替可見光制成的電子顯微鏡能具有極高的分辨本領(lǐng)。

電子顯微鏡

電子顯微鏡在現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究中應(yīng)用廣泛。

解：由德布羅意公式得由此可見，對于一般的宏觀物體，其物質(zhì)波波長是很小的，很難顯示波動性。

例題13-8

一質(zhì)量m=0.05kg

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