13-5 德布羅意波 微觀粒子的波粒二象性_第1頁
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文檔簡介

1、 光的干涉、衍射等現(xiàn)象證實了光的波動性；熱輻射、光電效應和康普頓效應等現(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想，即實物粒子（如電子、質子等）也具有波-粒二象性的假設。一、德布羅意波13-5德布羅意波 微觀粒子的波粒二象性 質量為 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 ， 這些量之間的關系遵從下述公式： 具有靜止質量 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。

2、在這一假設下，可以得出玻爾假設中的有關電子軌道角動量量子化條件：實驗裝置實驗結果二、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，不論它們的靜止質量是否為零，都具有波粒二象性。

3、30年代以后，實驗發(fā)現(xiàn)，中子、質子、中性原子都具有衍射現(xiàn)象。三、微觀粒子的波粒二象性從20世紀20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) 光學顯微鏡的分辨本領與光波的波長成反比。 當加速電場很大時,電子的得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 ,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。 電子顯微鏡 電子顯微鏡在現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科學研究中應用廣泛。 解：由得布羅意公式得由此可見，對于一般的宏觀物體,其物質波波長是很小的，很難顯示波動性。 例題13-8 一質量m=0.05的子彈,以速率 運動著,其得布羅意波長為多少? 例題18-9 試估算熱中子的得布羅意波長 (中子的質量 mn=1.6710-27)。解 : 熱中子是指

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