3　粒子的波动性 (5)(精品)

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,3.,粒子的波动性,第十七章 波粒二象性,有记者曾问英国物理学家诺贝尔获奖者,布拉格,教授：光是波还是粒子？,布拉格幽默地回答道：“星期一、三、五它是一个波，星期二、四、六它是一个粒子，星期天物理学家休息。”,那么光的本性到底是什么？,光的本性,密立根,光电效应实验,光学发展史,1672,牛顿,微粒说,T/,年,惠更斯波动说,1690,麦克斯韦电磁说,1864,1905,爱因斯坦光子说,波动性,粒子性,1801,托马斯,杨,双缝干涉,实验,1814,菲涅耳,衍射实验,赫兹,电磁波实验,1888,赫兹,发现光电效应,1916,1922,康普顿效应,牛顿微粒说占主导地位,波动说,渐成真理,光的双缝干涉实验,光的衍射实验,光电效应,康普顿效应,光有,波动性,光有,粒子性,光,既有,波动性,也有,粒子性,粒子性,波动性,（具有能量）,（具有频率）,（具有动量）,h,h,架起了粒子性与波动性之间的桥梁,（具有波长）,一,.,光的波粒二象性,1672,牛顿,微粒说,T/,年,惠更斯波动说,1690,麦克斯韦电磁说,1864,1905,爱因斯坦光子说,波动性,粒子性,1909,爱因斯坦,光的波粒二象性,光,既具有,粒子性,，又具有,波动性,。,1924,德布罗意,粒子的波粒二象性,实,物粒子,既具有,粒子性,，,也具有波动性。,二,.,粒子的波粒二象性,1924,年，德布罗意考虑到普朗克量子理论、爱因斯坦光子理论的成功，在博士论文,关于量子理论的研究,中大胆地把光的波粒二象性推广实物粒子，如电子，质子等。于是他提出,实物粒子也具有波动性,。这种与实物粒子相联系的波称为,德布罗意波,.,法国物理学家，,1929,年诺贝尔物理学奖获得者，波动力学的创始人，量子力学的奠基人之一。,一个质量为,m,的实物粒子以速率,v,运动时，即具有以,能量,E,和动量,P,所描述的粒子性,，同时也具有以,频率,和波长,所描述的波动性,。,h,粒子性,波动性,二者通过,h,来联系,德布罗意波（物质波）的,波长,一切实物粒子都有波动性,大量实验都证实了：质子、中子和原子、分子等实物微观粒子都具有波动性，并都满足德布洛意关系。,一颗子弹、一个足球有没有波动性呢？,质量,m=0.01kg,，速度,v=300 m/s,的子弹的德布洛意波长为,结果表明，子弹的波长小到实验难以测量的程度。所以，,宏观物体只考虑其粒子性即可,。,德布罗意波（物质波）：,任何一个运动着的物体都有一种波与它对应，,这,种与实物粒子相联系的波称为,德布罗意波,（物质波）,。,试估算一个中学生（,m,50kg,）,在跑百米（,v,7m/s,）,时的德布罗意波的波长,。,宏观物体的波动性是不显著的，对宏观物体不必考虑其波动性，只考虑其粒子性即可,。,1,.,电子衍射实验,1,1927,年,C,.,J,.,戴维森与,G,.,P,.,革末作电子衍射实验，验证电子具有波动性。,戴维逊和革末的实验是用电子束垂直投射到镍单晶，电子束被散射。其强度分布可用德布罗意关系和衍射理论给以解释，从而验证了物质波的存在。,探测器,电子束,电子枪,镍单晶,三,.,物质波的实验验证,1927,年,G,.,P,.,汤姆逊（,J,.,J,.,汤姆逊之子）,也独立完成了电子衍射实验。与,C,.,J,.,戴维森共获,1937,年诺贝尔物理学奖。,屏,P,多晶薄膜,高压,栅极,阴极,2,.,电子衍射实验,2,电子束在穿过细晶体粉末或薄金属片后，也象,X,射线一样产生衍射现象。,3.,电子双缝实验,1961,年琼森将一束电子加速到,50Kev,，让其通过一缝宽为,a=0.5,10,-6,m,，间隔为,d=2.010,-6,m,的双缝,当电子撞击荧光屏时,发现了类似于双缝衍射实验结果,.,大量电子一次性的行为,认真阅读,电子显微镜,电子显微镜下的灰尘,