人教版 (新课标)选修33 崭新的一页：粒子的波动性多媒体教学课件ppt

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崭新的一页:粒子的波动性
德布罗意 (due de Brglie, 1892-1960)
　　1923年，德布罗意最早想到了这个问题，并且大胆地设想，对于光子的波粒二象性会不会也适用于实物粒子。
光具有粒子性，又具有波动性。
上面两式左边是描写粒子性的 E、P；右边是描写波动性的 、。 将光的粒子性与波动性联系起来。
实物粒子：静止质量不为零的那些微观粒子。
一切实物粒子都有具有波粒二象性。
实物粒子的波粒二象性的意思是：微观粒子既表现出粒子的特性，又表现出波动的特性。
实物粒子的波称为德布罗意波或物质波，物质波的波长称为德布罗意波长。
德布罗意把爱因斯坦对光的波粒二象性描述应用到实物粒子，
动量为 P 的粒子波长：
德布罗意是第一个由于博士论文（提出的物质波的假设）获得了诺贝尔奖。
德布罗意原来学习历史，后来改学理论物理学。他善于用历史的观点，用对比的方法分析问题。 1923年，德布罗意试图把粒子性和波动性统一起来。1924年，在博士论文《关于量子理论的研究》中提出德布罗意波,同时提出用电子在晶体上作衍射实验的想法。 爱因斯坦觉察到德布罗意物质波思想的重大意义，誉之为“揭开一幅大幕的一角”。
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n和波长l所描述的波动性。
如速度v=5.0102m/s飞行的子弹，质量为m=10-2Kg，对应的德布罗意波长为：
如电子m=9.110-31Kg，速度v=5.0107m/s, 对应的德布罗意波长为：
X 射线照在晶体上可以产生衍射，电子打在晶体上也能观察电子衍射。
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。
二.德布罗意波的实验验证
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。
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。
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。
此后，人们相继证实了原子、分子、中子等都具有波动性。
第四节 概率波
玻恩(1882--1970)
一、经典的粒子和经典的波
两种模型：①粒子模型 ②波动模型
例如：声音的干涉、衍射现象
经典物理学中粒子运动的基本特征：任意时刻的确定位置和速度以及时空中的确定轨道
经典波的特征：频率、波长即时空的周期性
思考1:波和粒子是两种不同的研究对象,具有非常不同的表现,那么,为什么对于光子、电子和质子等粒子又能集它们于一身呢？
明纹处到达的光子数多，暗纹到达的光子少
这是否可以认为，是光子之间的相互作用使它表现出了波动行，而不是光子本身就具有波动性呢？
思考2：一个光子通过狭缝后到底落在屏上的哪一点呢？
1926年德国物理学家波恩指出：光子落在明处的概率大，落在暗处的概率小。
光子在空间出现的概率可以通过波动的规律确定，所以从光子的概念上看，光波是刻画光子在空间的概率分布的一种概率波