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文檔簡介

微觀粒子的波粒二象性不確定關(guān)系

微觀粒子的波粒二象性不確定關(guān)系

主要內(nèi)容：1.物質(zhì)波2.物質(zhì)波的實(shí)驗(yàn)證明3.不確定關(guān)系物質(zhì)波光波動性(

,v)粒子性(m,p)實(shí)物粒子波動性(

,v)粒子性(m,p)實(shí)物粒子具有波粒二象性.頻率波長

德布羅意假設(shè)(1924年)：與實(shí)物粒子相聯(lián)系的稱為德布羅意波或物質(zhì)波.戴維孫—革末電子散射實(shí)驗(yàn)(1927年)，觀測到電子衍射現(xiàn)象.電子束X射線衍射圖樣（波長相同）電子雙縫干涉圖樣質(zhì)波的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證楊氏雙縫干涉圖樣隨后，同一年湯姆孫電子束衍射實(shí)驗(yàn)，觀測到電子衍射現(xiàn)象.計(jì)算經(jīng)過電勢差U1

=150V

和U2=104V

加速的電子的德布羅意波長（不考慮相對論效應(yīng)）.例

解

根據(jù)，加速后電子的速度為根據(jù)德布羅意關(guān)系p=h/

，電子的德布羅意波長為波長分別為

說明電子波波長光波波長<<電子顯微鏡分辨能力遠(yuǎn)大于光學(xué)顯微鏡不確定關(guān)系1.動量—坐標(biāo)不確定關(guān)系x電子束微觀粒子的位置坐標(biāo)x

、

動量分量

px

不能同時(shí)具有確定的值.分別是

x，

px同時(shí)具有的不確定量，則其乘積下面借助電子單縫衍射試驗(yàn)加以說明.（海森伯坐標(biāo)和動量的不確定關(guān)系）x入射電子束△x第一級暗紋：則減小縫寬△x,

x確定的越準(zhǔn)確px的不確定度,即△px越大粒子的波動性

不確定關(guān)系

結(jié)論：（1）微觀粒子沒有確定的軌道；（2）微觀粒子不可能靜止.子彈（m=0.10g,v=200m/s）穿過0.2cm

寬的狹縫.例解求沿縫寬方向子彈的速度不確定量.子彈速度的不確定量為若讓原子的線度約為10-10m

，求原子中電子速度的不確定量.電子速度的不確定量為氫原子中電子速率約為106m/s.速率不確定量與速率本身的數(shù)量級基本相同，因此原子中電子的位置和速度不能同時(shí)完全確定，也沒有確定的軌道.

原子中電子的位置不確定量10-10m，由不確定關(guān)系 例解

說明例氦氖激光器所發(fā)紅光波長

=6328?，譜線寬度

=10-8?

.求當(dāng)這種光子沿x

方向傳播時(shí)，它的

x坐標(biāo)不確定度(波列長度).解2.

能量—時(shí)間不確定關(guān)系反映了原子能級寬度△E

和原子在該能級的平均壽命

△t

之間的關(guān)系。

基態(tài)輻射光譜線固有寬度激發(fā)態(tài)E基態(tài)壽命△t光輻射能級寬度平均壽命

Δt~10-8s平均壽命Δt

∞能級寬度ΔE0取離散值

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