《物質(zhì)波》 省賽獲獎(jiǎng)

物質(zhì)波物質(zhì)實(shí)物場(chǎng)質(zhì)子電子…電場(chǎng)磁場(chǎng)…光是傳播著的電磁場(chǎng)實(shí)物粒子是否會(huì)在一定條件下表現(xiàn)出波動(dòng)性？

法國(guó)物理學(xué)家德布羅意,在他的博士論文里大膽地做了肯定的回答.德布羅意認(rèn)為，任何一個(gè)運(yùn)動(dòng)著的物體，小到電子、質(zhì)子，大到行星、太陽(yáng)，都有一種波和它對(duì)應(yīng)，波長(zhǎng)λ是式中p是運(yùn)動(dòng)物體的動(dòng)量，h是普朗克常量.人們把這種波叫做物質(zhì)波，也叫德布羅意波.LouisVictorDeBroglie1892年–1987年德布羅意是法國(guó)的物理學(xué)家，因發(fā)現(xiàn)電子有波動(dòng)的特性，為波動(dòng)力學(xué)打了基礎(chǔ)，因此獲得1929年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。德布羅意出生公爵世家，繼承了公爵的身份。1913年在巴黎大學(xué)獲科學(xué)學(xué)位，在整個(gè)一次世界大戰(zhàn)中以工程師身份服役，以後他回到了巴黎大學(xué)，在1924年獲博士學(xué)位。1923年德布羅意發(fā)表了論文，提出一些基本粒子如電子具有粒子和波動(dòng)的特性。薛定諤將德布羅意的物理概念用數(shù)學(xué)形式表示，而導(dǎo)出量子力學(xué)中最基本的薛定諤方程，建立波動(dòng)力學(xué)。宏觀物體的德布羅意波的波長(zhǎng)比微觀粒子的波長(zhǎng)小的多，很難觀察到它們的波動(dòng)性，但是微觀粒子的情形完全不同，1927年，C.J.戴維孫和L.H.革末兩位物理學(xué)家利用觀察“電子束照射到晶體晶格上發(fā)生的衍射現(xiàn)象”證實(shí)了德布羅意的假設(shè)．為此獲1937年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。顯像管中電子的運(yùn)動(dòng)速度是4.0×107m/s；質(zhì)量為10g的一顆子彈的運(yùn)動(dòng)速度是200m/s.分別計(jì)算它們的德布羅意波長(zhǎng).=1.8×10-11m牛頓力學(xué)的局限性

牛頓定律是在研究宏觀物體低速運(yùn)動(dòng)的基礎(chǔ)上總結(jié)出來(lái)的，實(shí)驗(yàn)證明，對(duì)于微觀粒子，牛頓定律并不適用。物質(zhì)波也是概率波，光子和實(shí)物粒子在空間分布的概率是受波動(dòng)規(guī)律支配的．宏觀質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況牛頓定律進(jìn)行解釋微觀粒子的運(yùn)動(dòng)情況概率統(tǒng)計(jì)規(guī)律解釋當(dāng)原子處于不同的能級(jí)時(shí)，電子在各處出現(xiàn)的概率是不一樣的，如果用疏密不同的點(diǎn)子表示電子在各個(gè)位置出現(xiàn)的概率，畫(huà)出圖來(lái)，就像云霧一樣，可以形象的稱(chēng)做電子云：經(jīng)典力學(xué)中，我們用質(zhì)點(diǎn)的位置和動(dòng)量來(lái)描述它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；在微觀世