顯示了雙散射試驗X射線偏振特性課件

(實驗裝置)（I,v)AKUiA伏安特性曲線iS1I1Ui飽和電流

iS

遏止電壓

Ua

iS

:單位時間陰極產(chǎn)生的光電子數(shù)…∝IiS3iS2I2I3-UaI1>I2>I3光電子最大初動能eUa和成線性關系截止頻率

0即時發(fā)射:遲滯時間不超過10-9

秒§2.4光電效應(實驗裝置)（I,v)AKUiA伏安特性曲線iS1I1UUa遏止電壓與頻率關系曲線0經(jīng)典物理與實驗規(guī)律的矛盾電子在電磁波作用下作受迫振動，直到獲得足夠能量(與光強I有關)逸出，不應存在紅限0。當光強很小時，電子要逸出，必須經(jīng)較長時間的能量積累電子獲得1eV的能量需要107s。

光電子最大初動能取決于光強，和光的頻率無關。Ua遏止電壓與頻率關系曲線0經(jīng)典物理與實驗規(guī)律的矛盾電

愛因斯坦光子假說1905：輻射場是由光量子(光子)組成，即光具有粒子的特性，光子既有能量又有動量。粒子性波動性光子動量光子能量愛因斯坦光電效應方程A為逸出功試證明自由電子不能吸收光子。[能量和動量守恒不能同時滿足]光子對光的認識更進一步，Newton粒子性，Huyghens波動性，Einstein波粒二象性；deBroglie發(fā)現(xiàn)物質(zhì)波愛因斯坦光子假說1905：輻射場是由光量子(光子)組成，即

單位時間到達單位垂直面積的光子數(shù)為N，則光強I=Nh

.I越強,到陰極的光子越多,則逸出的光電子越多。

電子吸收一個光子即可逸出，不需要長時間的能量積累。

光頻率>A/h

時，電子吸收一個光子即可克服逸出功A

逸出(o=A/h)。

光電子最大初動能和光頻率

成線性關系。

討論：多光子吸收?光電管:光電開關,紅外成像儀,光電傳感器等光電倍增管:(微光)夜視儀測量波長在200~1200nm

極微弱光的功率光電倍增管

應用：測量普朗克常數(shù)h(Millkan1916)單位時間到達單位垂直面積的光子數(shù)為N，則光強I=Nh一.X射線的產(chǎn)生內(nèi)部真空10-6到10-8mmHg,1mmHg=133Pa，靶可用鎢鉬鉑鉻鐵銅，高壓一般是幾萬伏到十幾萬伏

X射線的波特性1906年巴克拉(C.G.Barkla)顯示了雙散射實驗X射線偏振特性。1912年勞厄(M.T.F.vonLaue)提出用晶體來研究X射線的衍射被證，首次測量了X射線的波長?！?.5康普頓效應一.X射線的產(chǎn)生內(nèi)部真空10-6到10-8mmHg,1mm

連續(xù)譜——軔致輻射軔致輻射(剎車輻射)：高速電子打到靶上，受靶的作用而突然減速，其一部分動能轉(zhuǎn)化為輻射能放出射線。軔致輻射強度反比于入射帶電粒子的質(zhì)量平方；正比于靶核電荷的平方。連續(xù)譜中用鎢靶很多

經(jīng)典困難實驗表明：連續(xù)譜的面積的確隨靶核的原子序數(shù)增大而增大，但連續(xù)譜的形狀卻與靶材料無關。存在最小波長min，其數(shù)值只與外加電壓有關，而與原子序數(shù)Z無關。杜安和亨特首先從分析大量實驗結(jié)果得到：連續(xù)譜——軔致輻射軔致輻射(剎車輻射)：高速電子打到靶若加速電子到達靶核時，全部能量轉(zhuǎn)成輻射能，則發(fā)射光子可能具有的最大能量代入數(shù)值，得min

——量子極限，其存在是量子論正確的又一證明。

精密測量min

和V，就可準確地推算出h。1915年杜安和亨特首次用該方法測得的h

值與光電效應得到的h

值完全一致。說明了h的普適性。1920年葉企孫也進行了這一工作。若加速電子到達靶核時，全部能量轉(zhuǎn)成代入數(shù)值，得min勞厄斑(點)1916年,德拜和謝勒(氧化鋯)每個圓環(huán)對于一個晶面，測出圓環(huán)對應的角度，可求出晶面距離d二.X射線的測量勞厄斑(點)1916年,德拜和謝勒(氧化鋯)每個圓環(huán)對于一

X射線的衍射布喇格(Bragg)公式測量X射線的波長l，或晶體的晶格常數(shù)d，或NA

。X射線的衍射布喇格(Bragg)公式測量X射線的波長l，或

X射線的發(fā)射譜光譜儀包括三部分：射線產(chǎn)生器(X射線管，相當于光源)；分光計(晶體，相當于光柵)；記錄儀。X射線譜由兩部分構成，一是波長連續(xù)變化的連續(xù)譜(相應的輻射為軔致輻射)

，它的最小波長只與外加電壓有關；另一部分是具有分立波長的線狀譜，波長取決于靶材料，稱為標識譜（又稱特征譜）。X射線譜X射線的發(fā)射譜光譜儀包括三部分：射線產(chǎn)生器(X射線管，三.康普頓散射效應的實驗規(guī)律θ0

兩種波長0和

，且D=

-0隨散射角的增大而增大。與散射物無關探測器0X光管光闌散射物體石墨(實驗裝置)

散射物不同，0

和

的強度比不同。輕物質(zhì)

的強度較大。1923年美國物理學家康普頓(A.H.Compton)鉬Ka0.0711nm三.康普頓散射效應的實驗規(guī)律θ0經(jīng)典理論只能說明波長不變的散射，而不能說明康普頓散射電子受迫振動同頻率散射線發(fā)射

單色電磁波q說明受迫振動v0照射散射物體

經(jīng)典物理的解釋經(jīng)典理論只能說明波長不變的散射，而不能說明康普頓散射電子受迫能量、動量守恒(1)入射光子與原子外層電子彈性碰撞外層電子受原子核束縛較弱動能＜＜光子能量近似自由近似靜止靜止、自由的電子θ不足1MeV幾十MeV

光子理論解釋能量、動量守恒(1)入射光子與原子外層電子彈性碰撞外層受康普頓波長康普頓波長(2)X射線光子和原子內(nèi)層電子相互作用光子質(zhì)量遠小于原子，碰撞時光子不損失能量，波長不變。自由電子000內(nèi)層電子被緊束縛，光子相當于和整個原子發(fā)生碰撞。光子內(nèi)層電子外層電子波長變大的散射線波長不變的散射線(1)波長變化

結(jié)論原子(2)X射線光子和原子內(nèi)層電子相互作用光子質(zhì)量遠小于原(2)強度變化

波長0

輕物質(zhì)（多數(shù)電子處于弱束縛狀態(tài)）弱強重物質(zhì)（多數(shù)電子處于強束縛狀態(tài)）強弱入射波散射波銀的

Ka線被各種元素散射的X能譜圖，散射角q=120o。吳有訓實驗結(jié)果（1926年發(fā)表）(2)強度變化l0=0.02nm的X射線與靜止的自由電子碰撞,若從與入射線成900的方向觀察散射線。解(1)散射線的波長l:(2)反沖電子的動能:求(1)散射線的波長l;(2)反沖電子的動能；(3)反沖電子的動量。例l0=0.02nm的X射線與靜止的自由電子碰撞,若動量守恒(3)反沖電子的動量：可見光能否產(chǎn)生Compton效應？動量守恒(3)反沖電子的動量：可見光能否產(chǎn)生Compton§2.6光子的引力效應一.光子的藍移實驗§2.6光子的引力效應一.光子的藍移實驗二.引力紅移多普勒紅移二.引力紅移多普勒紅移§2.7實物粒子的波動性一.回顧——光的波粒二象性1672年，牛頓，光的微粒說1678年，惠更斯，光的波動說19世紀初，菲涅爾、夫瑯和費、楊氏等人證實了光的干涉和衍射，從而確立了光的波動性19世紀末，麥克斯韋和赫茲肯定了光是電磁波1900年，普朗克提出能量子假說1905年，愛因斯坦提出了光子說，解釋了光電效應，并被康普頓散射實驗驗證光子動量光子能量§2.7實物粒子的波動性一.回顧——光的波粒二象性光子動量光子能量Bohr氫原子理論引入了整數(shù)，在物理學中涉及整數(shù)的現(xiàn)象只有干涉和振動的簡正模式。電子只看成粒子，必須同時賦予一個周期性，把它視為一種振動。一個對粒子靜止參考系S0

與S0以速度為v相對運動的參考系S觀測，此時S0中的振動變成了一種波由Lorentz變換二.德布羅意假設——微粒的波粒二象性波矢光子動量光子能量Bohr氫原子理論引入了整數(shù)，在物理學中涉物質(zhì)波假說對Bohr理論的解釋物質(zhì)波假說對Bohr理論的解釋戴維孫—革末電子散射實驗(1927年)

，觀測到電子衍射現(xiàn)象。

物質(zhì)波的實驗驗證：GqqK狹縫電流計鎳集電器U電子射線單晶

實驗裝置

實驗結(jié)果表明：(1)散射電子束在某些方向上特別強；這種現(xiàn)象類似于X射線被單晶衍射的情形，從而顯示了電子束的波動特性。(2)在某一角度θ下改變加速電壓U以實現(xiàn)對電子波長的改變。實驗測出的曲線反映出確實存在著電子的布拉格衍射，從而定量地證實了德布羅意所預言的實物粒子的波動性果真存在。戴維孫—革末電子散射實驗(1927年)，觀測到電子衍射現(xiàn)象

理論分析X射線在晶體上的衍射OABCd布拉格公式對于電子設加速電壓為U代入德布羅意關系晶面間距原子的間隔理論分析X射線在晶體上的衍射OABCd布拉格公式對于電子設在戴維孫—革末實驗中，d

和θ是固定的，讓U

逐漸變化，觀察出射波束的強度。當時取θ=80o，對于鎳d=0.203nm當U不變時，j不同，強度I不同；在有的j上將出現(xiàn)極值。當U=54V時，在j=50ο處出現(xiàn)極大值，在考慮了電子進入晶體后的折射后，理論值和實驗結(jié)果一致。鎳的原子間隔是0.215nm，電子進入晶格，被晶格電場加速能量增加，即U變大，φ減小，和實驗符合的很好在戴維孫—革末實驗中，d和θ是固定的，讓U逐漸變化，觀察箔

理論其他證明微觀粒子波動性的實驗1928年，菊池正士把電子射在云母薄片上，獲得了單晶透射衍射圖樣1928年,G.P.湯姆遜和塔爾塔科夫斯基分別把電子射過金箔或其他的金屬箔，獲得了同心圓構成的衍射圖樣湯姆生的電子衍射實驗原理電子束X射線衍射圖樣（波長相同）（樣品為金箔）Thomson(1892-1975)箔理論其他證明微觀粒子波動性的實驗1928年，菊池正士把電1961年，約恩孫(C.Jonsson)直接做了電子雙縫干涉實驗，從屏上攝得了類似楊氏雙縫干涉圖樣的照片。直到1961年，約恩孫才制出長為50mm，寬為0.3mm

，縫間距為1.0mm

的多縫，用50kV的加速電壓加速電子，使電子束分別通過單縫、雙縫……五縫，均可得到衍射圖樣。電子雙縫干涉圖樣楊氏雙縫干涉圖樣1988年蔡林格等做了中子的雙縫實驗。1961年，約恩孫(C.Jonsson)直接做了電子雙縫干計算經(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）。例

解

根據(jù)，加速后電子的速度為根據(jù)德布羅意關系p=h/λ，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R∝1/λ遠大于光學顯微鏡150eV光子的波長8.27nm粒子很重，德布羅意波長很大，如10微克的塵埃，速度0.01m/s波長在6×10－24m計算經(jīng)過電勢差U1=150V和U2=104V少女？老婦？微觀粒子波粒二象性：微觀粒子某些條件下表現(xiàn)出粒子性（光與物質(zhì)作用），另一些條件下表現(xiàn)出波動性（光在空間傳播），粒子性和波動性不會在同一觀測中同時出現(xiàn)，不會在同一實驗中直接沖突，互相排斥的；兩種概念在描述微觀現(xiàn)象、解釋實驗時又都是不可缺少的，企圖放棄哪一個都不行，又是互補的，Bohr稱之為并協(xié)的波動性和粒子性實際就是微觀粒子一體兩面，既是波又是粒子，既不是波又不是粒子；deBroglie波有什么特性呢？少女？老婦？微觀粒子波粒二象性：微觀粒子某些條件下表現(xiàn)出粒子三、deBroglie波及其物理意義1.自由粒子的波函數(shù)自由粒子設一平面波沿速度的方向傳播，該方向的單位矢量為，即，t

時刻，波面上O點的振動：時間后，波面?zhèn)鞯紸BC，其上任一點P的振動和時間前AB上任一點O的振動相同：單色平面波寫成復數(shù)形式：OXZABCP三、deBroglie波及其物理意義1.自由粒子的波函根據(jù)德布羅意關系：自由粒子波函數(shù)表示振幅恒定的單色平面波，波函數(shù)究竟代表什么呢？2.Born波函數(shù)統(tǒng)計解釋x電子束光子對于單縫衍射，從波動性看，亮紋對應于光（電子束）強度大小I∝|ψ|2；從粒子性看，亮紋應該是I=Nhν,大的地方，|ψ|2∝

N

，N是光（電子束）通量，很明顯N與光（電）子出現(xiàn)幾率成正比。所以，|ψ|2解釋為在給定空間在r處單位體積發(fā)現(xiàn)粒子的幾率。根據(jù)德布羅意關系：自由粒子波函數(shù)表示振幅恒定的單色平面波，波電子數(shù)N=7電子數(shù)N=100電子數(shù)N=3000電子數(shù)N=20000電子數(shù)N=70000出現(xiàn)概率小出現(xiàn)概率大電子雙縫干涉圖樣電子數(shù)N=7電子數(shù)N=100電子數(shù)N=3000電子數(shù)玻恩（M.Born）提出的物質(zhì)波的統(tǒng)計解釋。波函數(shù)模平方表示發(fā)現(xiàn)粒子的幾率。

——

t

時刻，粒子在空間

r

處的單位體積中出現(xiàn)的概率，又稱為概率密度1.時刻t,粒子在空間

r

處

dt

體積內(nèi)出現(xiàn)的概率2.歸一化條件

(粒子在整個空間出現(xiàn)的概率為1)

3.波函數(shù)必須單值、有限、連續(xù)概率密度在任一處都是唯一、有限的,并在整個空間內(nèi)連續(xù)單個粒子在哪一處出現(xiàn)是偶然事件；4.

大量粒子的分布有確定的統(tǒng)計規(guī)律。1882.12.11–1970.1.5

1954年NobelLaureate

玻恩（M.Born）提出的物質(zhì)波的統(tǒng)計解釋。波函數(shù)模平方表示例：作一維運動的粒子被束縛在0<x<a的范圍內(nèi)，已知其波函數(shù)為求：(1)常數(shù)A；(2)粒子在0到a/2區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)的概率；(3)粒子在何處出現(xiàn)的概率最大？解：(1)由歸一化條件解得(2)粒子的概率密度為粒子在0到a/2區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)的概率(3)概率最大的位置應該滿足即當時，粒子出現(xiàn)的概率最大。因為0<x<a，故得x=a/2，此處粒子出現(xiàn)的概率最大。例：作一維運動的粒子被束縛在0<x<a的范圍內(nèi)，已知其波函數(shù)顯示了雙散射試驗X射線偏振特性課件(實驗裝置)（I,v)AKUiA伏安特性曲線iS1I1Ui飽和電流

iS

遏止電壓

Ua

iS

:單位時間陰極產(chǎn)生的光電子數(shù)…∝IiS3iS2I2I3-UaI1>I2>I3光電子最大初動能eUa和成線性關系截止頻率

0即時發(fā)射:遲滯時間不超過10-9

秒§2.4光電效應(實驗裝置)（I,v)AKUiA伏安特性曲線iS1I1UUa遏止電壓與頻率關系曲線0經(jīng)典物理與實驗規(guī)律的矛盾電子在電磁波作用下作受迫振動，直到獲得足夠能量(與光強I有關)逸出，不應存在紅限0。當光強很小時，電子要逸出，必須經(jīng)較長時間的能量積累電子獲得1eV的能量需要107s。

光電子最大初動能取決于光強，和光的頻率無關。Ua遏止電壓與頻率關系曲線0經(jīng)典物理與實驗規(guī)律的矛盾電

愛因斯坦光子假說1905：輻射場是由光量子(光子)組成，即光具有粒子的特性，光子既有能量又有動量。粒子性波動性光子動量光子能量愛因斯坦光電效應方程A為逸出功試證明自由電子不能吸收光子。[能量和動量守恒不能同時滿足]光子對光的認識更進一步，Newton粒子性，Huyghens波動性，Einstein波粒二象性；deBroglie發(fā)現(xiàn)物質(zhì)波愛因斯坦光子假說1905：輻射場是由光量子(光子)組成，即

單位時間到達單位垂直面積的光子數(shù)為N，則光強I=Nh

.I越強,到陰極的光子越多,則逸出的光電子越多。

電子吸收一個光子即可逸出，不需要長時間的能量積累。

光頻率>A/h

時，電子吸收一個光子即可克服逸出功A

逸出(o=A/h)。

光電子最大初動能和光頻率

成線性關系。

討論：多光子吸收?光電管:光電開關,紅外成像儀,光電傳感器等光電倍增管:(微光)夜視儀測量波長在200~1200nm

極微弱光的功率光電倍增管

應用：測量普朗克常數(shù)h(Millkan1916)單位時間到達單位垂直面積的光子數(shù)為N，則光強I=Nh一.X射線的產(chǎn)生內(nèi)部真空10-6到10-8mmHg,1mmHg=133Pa，靶可用鎢鉬鉑鉻鐵銅，高壓一般是幾萬伏到十幾萬伏

X射線的波特性1906年巴克拉(C.G.Barkla)顯示了雙散射實驗X射線偏振特性。1912年勞厄(M.T.F.vonLaue)提出用晶體來研究X射線的衍射被證，首次測量了X射線的波長?！?.5康普頓效應一.X射線的產(chǎn)生內(nèi)部真空10-6到10-8mmHg,1mm

連續(xù)譜——軔致輻射軔致輻射(剎車輻射)：高速電子打到靶上，受靶的作用而突然減速，其一部分動能轉(zhuǎn)化為輻射能放出射線。軔致輻射強度反比于入射帶電粒子的質(zhì)量平方；正比于靶核電荷的平方。連續(xù)譜中用鎢靶很多

經(jīng)典困難實驗表明：連續(xù)譜的面積的確隨靶核的原子序數(shù)增大而增大，但連續(xù)譜的形狀卻與靶材料無關。存在最小波長min，其數(shù)值只與外加電壓有關，而與原子序數(shù)Z無關。杜安和亨特首先從分析大量實驗結(jié)果得到：連續(xù)譜——軔致輻射軔致輻射(剎車輻射)：高速電子打到靶若加速電子到達靶核時，全部能量轉(zhuǎn)成輻射能，則發(fā)射光子可能具有的最大能量代入數(shù)值，得min

——量子極限，其存在是量子論正確的又一證明。

精密測量min

和V，就可準確地推算出h。1915年杜安和亨特首次用該方法測得的h

值與光電效應得到的h

值完全一致。說明了h的普適性。1920年葉企孫也進行了這一工作。若加速電子到達靶核時，全部能量轉(zhuǎn)成代入數(shù)值，得min勞厄斑(點)1916年,德拜和謝勒(氧化鋯)每個圓環(huán)對于一個晶面，測出圓環(huán)對應的角度，可求出晶面距離d二.X射線的測量勞厄斑(點)1916年,德拜和謝勒(氧化鋯)每個圓環(huán)對于一

X射線的衍射布喇格(Bragg)公式測量X射線的波長l，或晶體的晶格常數(shù)d，或NA

。X射線的衍射布喇格(Bragg)公式測量X射線的波長l，或

X射線的發(fā)射譜光譜儀包括三部分：射線產(chǎn)生器(X射線管，相當于光源)；分光計(晶體，相當于光柵)；記錄儀。X射線譜由兩部分構成，一是波長連續(xù)變化的連續(xù)譜(相應的輻射為軔致輻射)

，它的最小波長只與外加電壓有關；另一部分是具有分立波長的線狀譜，波長取決于靶材料，稱為標識譜（又稱特征譜）。X射線譜X射線的發(fā)射譜光譜儀包括三部分：射線產(chǎn)生器(X射線管，三.康普頓散射效應的實驗規(guī)律θ0

兩種波長0和

，且D=

-0隨散射角的增大而增大。與散射物無關探測器0X光管光闌散射物體石墨(實驗裝置)

散射物不同，0

和

的強度比不同。輕物質(zhì)

的強度較大。1923年美國物理學家康普頓(A.H.Compton)鉬Ka0.0711nm三.康普頓散射效應的實驗規(guī)律θ0經(jīng)典理論只能說明波長不變的散射，而不能說明康普頓散射電子受迫振動同頻率散射線發(fā)射

單色電磁波q說明受迫振動v0照射散射物體

經(jīng)典物理的解釋經(jīng)典理論只能說明波長不變的散射，而不能說明康普頓散射電子受迫能量、動量守恒(1)入射光子與原子外層電子彈性碰撞外層電子受原子核束縛較弱動能＜＜光子能量近似自由近似靜止靜止、自由的電子θ不足1MeV幾十MeV

光子理論解釋能量、動量守恒(1)入射光子與原子外層電子彈性碰撞外層受康普頓波長康普頓波長(2)X射線光子和原子內(nèi)層電子相互作用光子質(zhì)量遠小于原子，碰撞時光子不損失能量，波長不變。自由電子000內(nèi)層電子被緊束縛，光子相當于和整個原子發(fā)生碰撞。光子內(nèi)層電子外層電子波長變大的散射線波長不變的散射線(1)波長變化

結(jié)論原子(2)X射線光子和原子內(nèi)層電子相互作用光子質(zhì)量遠小于原(2)強度變化

波長0

輕物質(zhì)（多數(shù)電子處于弱束縛狀態(tài)）弱強重物質(zhì)（多數(shù)電子處于強束縛狀態(tài)）強弱入射波散射波銀的

Ka線被各種元素散射的X能譜圖，散射角q=120o。吳有訓實驗結(jié)果（1926年發(fā)表）(2)強度變化l0=0.02nm的X射線與靜止的自由電子碰撞,若從與入射線成900的方向觀察散射線。解(1)散射線的波長l:(2)反沖電子的動能:求(1)散射線的波長l;(2)反沖電子的動能；(3)反沖電子的動量。例l0=0.02nm的X射線與靜止的自由電子碰撞,若動量守恒(3)反沖電子的動量：可見光能否產(chǎn)生Compton效應？動量守恒(3)反沖電子的動量：可見光能否產(chǎn)生Compton§2.6光子的引力效應一.光子的藍移實驗§2.6光子的引力效應一.光子的藍移實驗二.引力紅移多普勒紅移二.引力紅移多普勒紅移§2.7實物粒子的波動性一.回顧——光的波粒二象性1672年，牛頓，光的微粒說1678年，惠更斯，光的波動說19世紀初，菲涅爾、夫瑯和費、楊氏等人證實了光的干涉和衍射，從而確立了光的波動性19世紀末，麥克斯韋和赫茲肯定了光是電磁波1900年，普朗克提出能量子假說1905年，愛因斯坦提出了光子說，解釋了光電效應，并被康普頓散射實驗驗證光子動量光子能量§2.7實物粒子的波動性一.回顧——光的波粒二象性光子動量光子能量Bohr氫原子理論引入了整數(shù)，在物理學中涉及整數(shù)的現(xiàn)象只有干涉和振動的簡正模式。電子只看成粒子，必須同時賦予一個周期性，把它視為一種振動。一個對粒子靜止參考系S0

與S0以速度為v相對運動的參考系S觀測，此時S0中的振動變成了一種波由Lorentz變換二.德布羅意假設——微粒的波粒二象性波矢光子動量光子能量Bohr氫原子理論引入了整數(shù)，在物理學中涉物質(zhì)波假說對Bohr理論的解釋物質(zhì)波假說對Bohr理論的解釋戴維孫—革末電子散射實驗(1927年)

，觀測到電子衍射現(xiàn)象。

物質(zhì)波的實驗驗證：GqqK狹縫電流計鎳集電器U電子射線單晶

實驗裝置

實驗結(jié)果表明：(1)散射電子束在某些方向上特別強；這種現(xiàn)象類似于X射線被單晶衍射的情形，從而顯示了電子束的波動特性。(2)在某一角度θ下改變加速電壓U以實現(xiàn)對電子波長的改變。實驗測出的曲線反映出確實存在著電子的布拉格衍射，從而定量地證實了德布羅意所預言的實物粒子的波動性果真存在。戴維孫—革末電子散射實驗(1927年)，觀測到電子衍射現(xiàn)象

理論分析X射線在晶體上的衍射OABCd布拉格公式對于電子設加速電壓為U代入德布羅意關系晶面間距原子的間隔理論分析X射線在晶體上的衍射OABCd布拉格公式對于電子設在戴維孫—革末實驗中，d

和θ是固定的，讓U

逐漸變化，觀察出射波束的強度。當時取θ=80o，對于鎳d=0.203nm當U不變時，j不同，強度I不同；在有的j上將出現(xiàn)極值。當U=54V時，在j=50ο處出現(xiàn)極大值，在考慮了電子進入晶體后的折射后，理論值和實驗結(jié)果一致。鎳的原子間隔是0.215nm，電子進入晶格，被晶格電場加速能量增加，即U變大，φ減小，和實驗符合的很好在戴維孫—革末實驗中，d和θ是固定的，讓U逐漸變化，觀察箔

理論其他證明微觀粒子波動性的實驗1928年，菊池正士把電子射在云母薄片上，獲得了單晶透射衍射圖樣1928年,G.P.湯姆遜和塔爾塔科夫斯基分別把電子射過金箔或其他的金屬箔，獲得了同心圓構成的衍射圖樣湯姆生的電子衍射實驗原理電子束X射線衍射圖樣（波長相同）（樣品為金箔）Thomson(1892-1975)箔理論其他證明微觀粒子波動性的實驗1928年，菊池正士把電1961年，約恩孫(C.Jonsson)直接做了電子雙縫干涉實驗，從屏上攝得了類似楊氏雙縫干涉圖樣的照片。直到1961年，約恩孫才制出長為50mm，寬為0.3mm

，縫間距為1.0mm

的多縫，用50kV的加速電壓加速電子，使電子束分別通過單縫、雙縫……五縫，均可得到衍射圖樣。電子雙縫干涉圖樣楊氏雙縫干涉圖樣1988年蔡林格等做了中子的雙縫實驗。1961年，約恩孫(C.Jonsson)直接做了電子雙縫干計算經(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）。例

解

根據(jù)，加速后電子的速度為根據(jù)德布羅意關系p=h/λ，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R∝1/λ遠大于光學顯微鏡150eV光子的波長8.27nm粒子很重，德布羅意波長很大，如10微克的塵埃，速度0.01m/s波長在6×10－24m計算經(jīng)過電勢差U1=150V和U2=104V少女？老婦？微觀粒子波粒二象性：微觀粒子某些條件下表現(xiàn)出粒子性（光與物質(zhì)作用），另一些條件下表現(xiàn)出波動性（光在空間傳播），粒子性和波動性不會在同一觀測中同時出現(xiàn)，不會在同一實驗中直接沖突，互相排斥的；兩種概念在描述微觀現(xiàn)象、解釋