高二物理選修35同步課件第17章173粒子的波動性共19.pptVIP

光的本性,有記者曾問英國物理學(xué)家、諾貝爾獲獎?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、五它是一個波，星期二、四、六它是一個粒子，星期天物理學(xué)家休息?！比绻悄悖銜绾位卮?？那么光的本性到底是什么？,密立根光電效應(yīng)實驗,光學(xué)發(fā)展史,T/年,波動性,粒子性,赫茲電磁波實驗,赫茲發(fā)現(xiàn)光電效應(yīng),康普頓效應(yīng),粒子性,波動性,具有能量,具有頻率,具有動量,一.光的波粒二象性,具有波長,光既具有粒子性，又具有波動性。(h架起了粒子性與波動性的橋梁),頻率低、波長長，波動性較明顯,頻率高、波長短，粒子性較明顯,光具有波粒二象性,德布羅意原來學(xué)習(xí)歷史，后改學(xué)理論物理。善于用歷史的觀點，用類比方法分析問題。1924年，他在博士論文關(guān)于量子理論的研究中大膽地把光的波粒二象性推廣到實物粒子，如電子，質(zhì)子等。于是他提出實物粒子也具有波動性。這種與實物粒子相聯(lián)系的波稱為德布羅意波.1929年，德布羅意獲得諾貝爾物理學(xué)獎,德布羅意，波動力學(xué)創(chuàng)始人，量子力學(xué)奠基人之一。,二.粒子的波粒二象性,一個質(zhì)量為m的實物粒子以速率v運動時,即具有以能量和動量p所描述的粒子性，同時也具有以頻率v和波長所描述的波動性。,與粒子相聯(lián)系的波稱為物質(zhì)波或德布羅意波.,愛因斯坦德布羅意關(guān)系式,二.粒子的波粒二象性,一切實物粒子都有波動性后來，大量實驗都證實了：質(zhì)子、中子和原子、分子等實物微觀粒子都具有波動性，并都滿足德布羅意關(guān)系。一顆子彈、一個足球有沒有波動性呢？例1：質(zhì)量m=0.01kg，速度v=300m/s的子彈的德布洛意波長為結(jié)果表明，宏觀物體(如子彈)的波動性根本測不出來。所以，宏觀物體只表現(xiàn)出粒子性。,由于德布羅意博士論文獨創(chuàng)性，得到了答辯委員會的高度評價，但是人們總覺得他的想法過于玄妙，無法接受。于是，有人質(zhì)問：有什么可以驗證這一新的觀念？如果你是德布羅意，將如何驗證自己的觀點？,三.物質(zhì)波的實驗驗證,1.電子衍射實驗,1927年，戴維孫和湯姆孫進行了電子衍射實驗。電子束在穿過細晶體粉末或薄金屬片后，也象X射線一樣產(chǎn)生衍射現(xiàn)象。,電子衍射圖樣,1927年，G.P.湯姆孫令一電子束通過薄鋁箔，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，同X射線一樣，也能得到清晰的電子衍射圖樣。,電子衍射實驗,多晶鋁箔,電子的單縫、雙縫、三縫和四縫衍射實驗圖象,G.P.湯姆孫（1927）,約恩孫（1960）,單縫衍射,雙縫衍射,三縫衍射,四縫衍射,微觀粒子具有波粒二象性的理論得到了公認。電子衍射、中子衍射、原子和分子束在晶體表面散射所產(chǎn)生的衍射實驗都獲得了成功。,2.電子雙縫實驗,1961年瓊森（ClausJnsson）將一束電子加速到50Kev，讓其通過一縫寬為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)了類似于雙縫衍射實驗結(jié)果.,大量電子一次通過狹縫