邮票上的物理学史——波粒二象性
大学物理：13-5 德布罗意波及波-粒二象性
代入布拉格公式得出： a sin kh 1
2m0eU
对镍来说，a 2.151。01把0m
a,e, m0, h
和 U 值5代4V入上式得：
sin 0.777k
k 1极大值出现在 sin 1 0.777 50.9的方向，
与实验符合的很好，这表明电子具有波动性，也
能发生衍射现象。从而，证明德布罗意波长公式
按照电子的粒子性，U越大，I越大。但实验 结果指出：I不随U的增大而单调的增加，且很 明显的显示出有规律的选择性。而当加速电压 为54V时，沿50度的散射方向上电子束的强度 出现了一个明显的极大。
晶格常数为 a ; 散射平面间距 d
布拉格公式： (参见P244)
2d'sin ' k
d ' d ' 900
是正确的。
G.P.汤姆孙（G.P.Thomson）实验（1927） 电子通过金多晶薄膜衍射
金多晶薄膜
衍
射
电子束
图 象
1929年德布罗意获诺贝尔物理奖 1937年戴维孙、 G.P.汤姆孙共获诺贝尔物理奖
【演示】电子衍射（电子通过镍多晶）
• 微观粒子波动性的应用 1933年 德国的鲁斯卡（E.Ruska）等人研制成 功第一台电子显微镜。
他在论文中指出：
一个能量为E、动量为 p 的实物粒子，同时也 具有波动性，它的波长、频率 和 E、p的关
系与光子一样：
E h
p h
E
h
h
p
德布罗意关系
与粒子相联系的波称为物质波或德布罗意波，
— 德布罗意波长（de Broglie wavelength）
物质波的概念可以成功地解释原子中令人 困惑的轨道量子化条件。
第24章波粒二象性
第24章波粒二象性“波粒二象性”，是指所有的量子，即可以部分的用粒子的术语来描述，也可以部分的用波的术语来描述。
也就是同时具有粒子和波动的属性。
经典的关于“粒子”和“波”的概念都是分别独立的，且对立的；而量子却把这两个现象统一了。
爱因斯坦这样描述这种现象：“好像有时我们必须用一套理论，有时候又必须用另一套理论来描述（这些粒子的行为），有时候又必须两者都用。
我们遇到了一类新的困难，这种困难迫使我们要借助两种互相矛盾的的观点来描述现实，两种观点单独是无法完全解释光的现象的，但是合在一起便可以。
”1905年爱因斯坦发表了论文《关于光的产生和转化的一个试探性观点》，提出了“光量子”假说。
他把光束描述为一群离散的量子——后称为“光子”，而不是连续性的波动。
“光量子”的意思就是指光（子）是量子化的。
对于先前普朗克在研究黑体辐射中所发现的普朗克关系式，爱因斯坦给出了另一种诠释，他认为组成光束的每一个光子所拥有的能量等于频率乘以普朗克常数。
假若光子的频率大于某极限频率，则这光子拥有足够能量来使得一个电子逃逸，造成光电效应；电子的能量只与频率有关，而与辐射强度无关。
1924年，德布罗意提出了“物质波”假说，认为和光一样，一切物质都具有皮粒二象性。
爱因斯坦和德布罗意的假说后来的都被实验证实了：光子波动性——杨氏双缝干涉实验；光子粒子性——康普顿散射实验。
电子波动性——镍晶格衍射实验；电子粒子性——阴极射线。
物质都是由基本粒子构成的，基本粒子都具有波粒二象性，所以德布罗意说一切物质也都是波粒二项性的。
“物质波”，又称“德布罗意波”，即函数为概率波，它的模方指空间中某点某时刻可能出现的几率密度，其中概率密度的大小受波动规律的支配。
量子力学认为微观粒子没有确定的位置，在不测量时，它同时出现在任何位置，即出现在这里也出现在那里，一旦测量，就得到它的其中一个“特征值”——即观测到的位置；对其它可观测（量）亦呈现出观测时得到的其它“特征值”。
高考物理一轮通用课件波粒二象性
典型例题剖析及解题思路指导
【例2】下列说法正确的是( ) A. 康普顿效应进一步证实了光的波动特性 B. 为了解释黑体辐射规律,普朗克提出电磁辐射的能量是 量子化的
典型例题剖析及解题思路指导
• C. 经典物理学不能解释原子的稳定性和原子光谱的分立特征 • D. 天然放射性现象说明原子核内部具有复杂的结构 • 【答案】BCD • 【解析】康普顿效应进一步证实了光的粒子特性,选项A错误;为了解释黑体辐射规律,普朗克提出电磁辐射的能
有波动性和粒子性的特性。
02
光的波粒二象性最早由爱因斯坦提出，用于解释光电
效应现象。
03
后来德布罗意提出物质波的概念，认为所有微观粒子
都具有波动性，进一步丰富了波粒二象性的内涵。
波动性质与粒子性质对比
波动性质
01
光具有干涉、衍射、偏振等波动现象；微观粒子也具有波动性
，如电子衍射等。
粒子性质
02
光具有能量、动量等粒子特性；微观粒子具有确定的质量、电
典型例题剖析及解题思路指导
C. 对某金属来说,入射光波长必须大 于某个值,才能产生光电效应
VS
D. 同一金属对于不同色光,入射光波 长越长,其遏止电压越大
典型例题剖析及解题思路指导
【答案】AD
【解析】根据光电效应方程$E_{k} = hnu W_{0}$知，入射光的频率越高，产生的光 电子的最大初动能越大,选项A正确;能否发 生光电效应与入射光的强度无关,选项B错误; 对某金属来说,入射光频率必须大于某个值, 即波长必须小于某个值,才能产生光电效应, 选项C错误;同一金属对于不同色光,入射光波 长越长,频率越小,逸出功不变,由公式$E_{k} = hnu - W_{0}$知,光电子的最大初动能越 小,由公式$eU_{c} = E_{km}$知遏止电压越
18-5波粒二象性
两者波长值很接近，说明德布罗意的假 说是正确的。 结束 返回
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电子经加速电势差U 加速后，其速度由 下式决定： 1 m 0v 2 = e U 2 代入德布罗意公式得到电子的德布罗意波波
长为：
h 1 l= ( ) 2e m 0 U
0 12.2Байду номын сангаасl= A U
将e , m0 , h 等代入得到：
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二、电子衍射实验
1927年戴维孙和革末用加速后的电子投
射到晶体上进行电子衍射实验。
狭缝
K
电子射线 U
j
j
器 电 集
G
电 流 计
I
晶 单 镍
0
5
10
15
20
25
U
1
2
戴维孙—革末实验中安排: 晶格常数 d = 9.1×10-11m j = 65 o U =54V
利用布拉格公式:
得到波长为:
2d sin j = k l
l = 1.65 A l =1.67 A
0
0
根据德布罗意假说,由加 速电势差算得的波长为:
波 粒 二 象 性
法国物理学家
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L.V.de.Broglie德布罗意
§18-5 实物粒子的波粒二象性
一、德布罗意波 1924年德国物理学家德布罗意提出： 一切实 物粒子 (电子、分子) 都具有波粒二 象性。 具有 动量为 mv 的实物粒子就有一 定波长 l 和一定频率n 与之对应，它们之间 的关系为： h p = mv = l E =h ν h l = m 0v 若 v< < c 则有 结束 返回
6德布罗意波实物粒子的波粒二象性
阴极 栅极
K
G
多晶 薄膜
Cs
U
高压
屏P
三、德波的统计解释
物质波振幅的平方与粒子在该处邻近 出现的概率成正比。 电子出现的概率反映该处的波强。 粒子观点 电子密处，概率大。 电子疏处，概率小。 电子密处，波强大。 波动观点 电子疏处，波强小。 波强 振幅A2 粒子密度 概率 机械波是机械振动在空间传播，德波 是对微观粒子运动的统计。
具有波动性，实物粒子具有波动性是正确 的。
§6.德布罗意波实物粒子的波粒二象性 / 二、德波的验证
2. 电子衍射实验2
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。 动画
§6.德布罗意波实物粒子的波粒二象性 / 二、德波的验证
P 2meeU
电子束在两晶面反射 加强条件
2
d
2
d sin
2
2 2d sin cos k 2 2
d sin k
§6.德布罗意波实物粒子的波粒二象性 / 二、德波的验证
d sin k ,
h 由 P h 2me eU
P 2meeU
kh d sin 2me eU
§6.德布罗意波实物粒子的波粒二象性
一、德布罗意物质波假设
1. 物质波假设 一切实物粒子都有具有波粒二象性。 德布罗意将光的波粒二 象性应用到实物粒子，提出 物质波的概念。这种波不是 电磁波、机械波，是对微观 粒子运动的统计描述。1929 年获诺贝尔物理学奖。
§6.德布罗意波实物粒子的波粒二象性 / 一、物 eU
§6.德布罗意波实物粒子的波粒二象性 / 二、德波的验证
高二物理波粒二象性知识点总结
⾼⼆物理波粒⼆象性知识点总结 ⾼⼆物理课本中，粒⼆象性是量⼦⼒学中⾮常重要的概念之⼀，学⽣要掌握相关知识点，下⾯店铺给⼤家带来⾼⼆物理波粒⼆象性知识点，希望对你有帮助。
⾼⼆物理波粒⼆象性知识点 ⼀、量⼦论 1.创⽴标志：1900年普朗克在德国的《物理年刊》上发表《论正常光谱能量分布定律》的论⽂，标志着量⼦论的诞⽣。
2.量⼦论的主要内容 ①普朗克认为物质的辐射能量并不是⽆限可分的，其最⼩的、不可分的能量单元即“能量⼦”或称“量⼦”，也就是说组成能量的单元是量⼦。
②物质的辐射能量不是连续的，⽽是以量⼦的整数倍跳跃式变化的。
3.量⼦论的发展 ①1905年，爱因斯坦奖量⼦概念推⼴到光的传播中，提出了光量⼦论。
②1913年，英国物理学家玻尔把量⼦概念推⼴到原⼦内部的能量状态，提出了⼀种量⼦化的原⼦结构模型，丰富了量⼦论。
③到1925年左右，量⼦⼒学最终建⽴。
⼆、⿊体和⿊体辐射 1.热辐射现象 任何物体在任何温度下都要发射各种波长的电磁波，并且其辐射能量的⼤⼩及辐射能量按波长的分布都与温度有关。
这种由于物质中的分⼦、原⼦受到热激发⽽发射电磁波的现象称为热辐射。
①物体在任何温度下都会辐射能量。
②物体既会辐射能量，也会吸收能量。
物体在某个频率范围内发射电磁波能⼒越⼤，则它吸收该频率范围内电磁波能⼒也越⼤。
辐射和吸收的能量恰相等时称为热平衡。
此时温度恒定不变。
实验表明：物体辐射能多少决定于物体的温度(T)、辐射的波长、时间的长短和发射的⾯积。
2.⿊体 物体具有向四周辐射能量的本领，⼜有吸收外界辐射来的能量的本领。
⿊体是指在任何温度下，全部吸收任何波长的辐射的物体。
3.实验规律： ①随着温度的升⾼，⿊体的辐射强度都有增加; ②随着温度的升⾼，辐射强度的极⼤值向波长较短⽅向移动。
三、光电效应 1.光电效应在光(包括不可见光)的照射下，从物体发射出电⼦的现象称为光电效应。
⑵光电效应的实验规律： ①任何⼀种⾦属都有⼀个极限频率，⼊射光的频率必须⼤于这个极限频率才能发⽣光电效应，低于极限频率的光不能发⽣光电效应。
波粒二象性02PPT课件
干涉图样的形成
干涉图样由光波的振幅和 相位差决定，不同的干涉 条件会产生不同的干涉图 样。
光波的衍射
光的衍射现象
当光波遇到障碍物或孔洞 时，光波会绕过障碍物或 孔洞边缘继续传播的现象。
衍射的类型
根据障碍物或孔洞的大小， 光的衍射可以分为夫琅禾 费衍射和光学仪器、 通信和信息处理等领域有 广泛应用。
光的偏振
光的偏振现象
光波的电矢量或磁矢量在某一方 向上振动，这种现象称为光的偏
振。
偏振光分类
根据电矢量的振动方向，偏振光可 以分为水平偏振光、垂直偏振光和 45度偏振光等。
偏振的应用
光的偏振现象在光学仪器、摄影和 显示技术等领域有广泛应用。
03
光子的粒子性
光子的能量
能量公式
E=hc/λ，其中E为光子的能量， h为普朗克常数，c为光速，λ为
波粒二象性02ppt课 件
• 波粒二象性简介 • 光波的波动性 • 光子的粒子性 • 实验验证波粒二象性 • 波粒二象性的应用
目录
01
波粒二象性简介
什么是波粒二象性
波粒二象性是指一个 粒子同时具有波动和 粒子的性质。
它挑战了经典物理学 中粒子与波动是两个 截然不同的实体的观 念。
这一特性由法国物理 学家路易·德布罗意在 1924年提出。
光的波长。
能量单位
光子的能量单位是电子伏特 （eV），常用于表示原子和分子
能级之间的跃迁能量。
光电效应
当光照射在物质表面时，物质可 以吸收光子能量并释放电子，这
一现象称为光电效应。
光子的动量
1 2
动量公式
p=h/λ，其中p为光子的动量，h为普朗克常数， λ为光的波长。
量子力学的波粒二象性
量子力学的波粒二象性量子力学是现代物理学的重要分支，研究微观世界的物质和能量的行为。
在量子力学中，波粒二象性是一个核心概念，指的是微观粒子既可以表现出波动性质，又可以表现出粒子性质。
本文将详细探讨波粒二象性的原理、实验验证以及应用。
波粒二象性的原理可以追溯到20世纪初的德布罗意假设。
德布罗意假设认为，粒子不仅具有粒子性质，还具有波动性质。
他通过将爱因斯坦的光量子假说推广到所有粒子，提出了波动粒子的概念。
这一假设在后来的实验中得到了验证，并成为量子力学的基石之一。
为了验证波粒二象性，科学家进行了一系列的实验。
其中最著名的实验之一是双缝干涉实验。
在这个实验中，科学家将一束光通过两个狭缝，观察其在屏幕上的干涉图样。
结果显示，光通过两个狭缝后形成了干涉条纹，表明光具有波动性质。
然而，当科学家逐渐减小光的强度，最终到达光的最小强度单位——光子时，他们发现即便只有一个光子，它仍然能够产生干涉图样。
这表明光子既具有粒子性质，又具有波动性质。
波粒二象性的实验验证不仅局限于光子，还包括其他粒子，如电子和中子。
通过类似的实验，科学家发现，即使是微观粒子，也能够表现出波动性质和粒子性质。
这一发现颠覆了经典物理学中对微观粒子行为的理解，揭示了微观世界的奇妙之处。
波粒二象性的存在对于量子力学的发展产生了深远的影响。
它不仅解释了实验现象，还提供了一种全新的描述微观粒子行为的数学框架。
量子力学中的波函数就是描述粒子波动性质的数学工具。
通过波函数，我们可以计算出粒子在不同位置和时间的概率分布。
波函数的平方模表示了粒子在不同状态下的概率密度，而波函数的幅度则描述了粒子的波动性质。
波粒二象性在实际应用中也发挥着重要作用。
例如，量子力学的波动性质被广泛应用于材料科学和纳米技术领域。
通过控制和利用粒子的波动性质，科学家可以设计出具有特殊性能的材料和器件。
在纳米技术中，波动性质可以帮助我们实现更小尺寸的元件，从而推动电子学和计算机技术的发展。
波粒二象性知识点总结
波粒二象性知识点总结是狭义相对论和量子力学的基本理论之一，其研究的对象是微观粒子，如电子、光子等。
的发现和理解对于我们认识物质和能量的本质起到了重要的推动作用。
本文将就的基本原理、实验观测以及学术争议展开论述，希望能给读者提供一个全面的了解。
最早在20世纪初由物理学家路易斯·德布罗意首次提出。
他在博士论文中提出了“微粒具有波动特性”的假设，即物质粒子不仅具有质点的粒子性质，还具有波动性质。
这一假设得到了后来的实验观测结果的验证，引发了科学界的广泛关注。
首先，我们来了解一下的基本原理。
根据德布罗意的假设，可以用波动方程和经典力学的粒子动力学方程相统一地描述。
对于一束电子，它具有某种波函数，描述了粒子的信息。
这个波函数符合薛定谔方程，可以用来计算粒子的运动和位置。
同时，这个波函数在数学上与波动方程具有相似的形式，包括波长、频率和振幅等参数。
实验观测是确定的重要手段之一。
例如，著名的双缝干涉实验和杨氏双缝干涉实验就是对进行验证的经典实验之一。
在这些实验中，电子或光子通过两个狭缝后形成干涉条纹，这表明它们具有波动性质。
而当粒子被观测时，例如通过添加检测器，干涉现象消失，粒子性质则被凸显出来。
这些实验结果表明物质和能量具有波动性和粒子性的双重属性，这就是的核心概念。
尽管的理论和实验结果都得到了广泛的认可，但在学术界仍存在一些争议。
其中一个热门争议是由爱因斯坦和波尔发起的关于是否存在着“量子纠缠”的争论。
爱因斯坦认为，背后可能存在着隐含的变量，即粒子的状态和运动是由我们尚未完全探测到的未知量子信息所决定的。
而波尔则主张认为量子纠缠是不可分割的，任何的分离和观测都不会对其产生影响。
这个争论至今仍未完全解决，但已为量子力学的进一步发展提供了动力。
的认识对于现代科技的发展有着重要的影响。
例如，纳米技术中的电子波动现象被广泛应用于纳米电子器件的设计和制造。
另外，光子的波动特性被利用于激光技术和光纤通信等领域。
波粒二象性知识点总结
波粒二象性知识点总结在物理学的奇妙世界中，波粒二象性是一个令人着迷且至关重要的概念。
它打破了我们对物质和能量传统的认知，为我们揭示了微观世界的神秘本质。
让我们先来了解一下什么是波粒二象性。
简单来说，波粒二象性指的是微观粒子，比如电子、光子等，有时表现出粒子的特性，有时又表现出波的特性。
这意味着它们既可以像粒子一样具有确定的位置和动量，又可以像波一样具有干涉、衍射等现象。
粒子的特性比较容易理解，我们通常认为粒子有明确的位置和动量。
比如一个小球，它在某个时刻处于特定的位置，并具有一定的速度和方向。
而波的特性则包括干涉和衍射。
干涉是指两列或多列波在相遇时，叠加后形成新的波形。
衍射则是指波在通过障碍物或小孔时，会发生弯曲和扩散。
历史上，对于光的本质的争论为波粒二象性的发现奠定了基础。
牛顿认为光是由微小的粒子组成的，这种观点被称为光的微粒说。
而惠更斯则提出了光的波动说，认为光是一种波。
后来，托马斯·杨的双缝干涉实验为光的波动说提供了有力的证据。
然而，随着科学的发展，人们发现一些现象无法用光的波动说完全解释。
例如，光电效应的发现。
在光电效应中，当光照射到金属表面时，会有电子逸出。
但奇怪的是，能否产生光电效应只与光的频率有关，而与光的强度无关。
这一现象无法用经典的波动理论来解释。
爱因斯坦提出了光子的概念，成功地解释了光电效应，也为光的粒子性提供了证据。
那么，微观粒子为什么会表现出波粒二象性呢？这要从量子力学的角度来理解。
在量子力学中，微观粒子的状态不能用经典的确定的位置和动量来描述，而是用波函数来表示。
波函数的平方表示粒子在某个位置出现的概率。
这意味着微观粒子的位置和动量具有不确定性，我们只能通过概率来描述它们的行为。
波粒二象性的一个重要应用是在电子显微镜中。
传统的光学显微镜由于受到光的波长的限制，分辨率有限。
而电子具有波粒二象性，其波长比可见光短得多，因此电子显微镜可以达到更高的分辨率，能够帮助我们观察到更小的物体和更细微的结构。
高三物理波粒二象性知识点
高三物理波粒二象性知识点在物理学中，波粒二象性是一个非常重要的概念。
它指的是微观粒子既表现出波动性，又表现出粒子性。
波粒二象性的理论基础由量子力学提供，深化了我们对微观世界的认识。
本文将介绍一些与高三物理相关的波粒二象性知识点。
1. 微观粒子的波动性微观粒子，如电子、中子等，在特定条件下表现出波动性。
这一概念最早由德布罗意提出。
他认为，微观粒子的运动可以用波函数来描述。
波函数是一个数学函数，包含了粒子在不同位置的概率幅。
如果将粒子的波函数取平方，就可以得到粒子在不同位置出现的概率。
2. 波粒二象性实验为了验证波粒二象性，科学家进行了一系列实验证明。
其中最有名的实验之一是双缝干涉实验。
在这个实验中，科学家用一束电子束照射到一个屏幕上，屏幕上有两个狭缝。
观察到的结果是，电子通过双缝后，在屏幕上形成了一个干涉图案，这就表明电子具有波动性。
然而，如果将实验条件稍作改动，只打开一个狭缝，就会发现电子在屏幕上呈现出粒子性，形成两个独立的点。
3. 波粒对偶关系波粒二象性在物理学中常常被称为波粒对偶关系。
这个概念认为，微观粒子既可以被看作粒子，也可以被看作波。
在不同的实验条件下，粒子的性质会表现出不同的特征。
这意味着，光可以被看作波，也可以被看作光子粒子；电子可以被看作波，也可以被看作电子粒子。
4. 不确定性原理不确定性原理是波粒二象性的核心概念之一。
由海森堡提出的不确定性原理表明，对一个粒子的某种性质的测量，会导致另一种性质的不确定。
具体来说，不确定性原理给出了位置和动量的测量之间的关系。
它表明，在任何时刻，我们不能同时准确地测量一个粒子的位置和动量。
这意味着，我们无法完全预测微观粒子的行为。
5. 应用与发展波粒二象性的理论在量子力学研究中发挥着重要的作用。
它不仅解释了微观粒子的行为，还为我们带来了许多新的科技应用。
例如，电子显微镜利用电子的波动性，可以观察到更小尺度的物体。
波粒二象性的研究也在光学、材料科学等领域有着广泛的应用。
高二物理竞赛课件：量子力学——光的波粒二象性
诺贝尔物理学奖.
4
1913年玻尔在卢瑟福的原子结构模型的 基础上，将量子化概念应用于原子系统，提 出三条假设：
(1)定态假设 (2)频率条件 (3)量子化条件
玻 尔 (Bohr . Niels 1885—1962) 5
(1)定态假设
电子在原子中可以在一些特定的圆轨道上 运动而不辐射电磁波，这时，原子处于稳定 状态，简称定态.
12
不同，是一种概率波.
10
某一时刻整个空间内发现粒子的概率为
归一化条件
Ψ
2
dV
1
(束缚态)
标准条件
波函数必须是单值、连续、有限的函数.
11
1926 年 波 恩 对 波 函 数提出了统计解释
任意时刻粒子在空间 某点出现的概率与在 该处粒子波函数绝对 值的平方成正比。
1954.Nobel Prize
H0
cos2π(t
x
)
经典波为实函数
y ( x,t )
Re[
i 2π(t x
Ae
)
]
8
(2)量子力学波函数(复函数)
描述微观粒子运动的波函数 Ψ (x,y,z,t)
微观粒子的波粒二象性
E h
h
p
自由粒子的能量和动量是确定的，其德布罗意频率 和波长不变 ，可认为是一平面单色波. 波列无限长，
根据不确定原理 ，粒子在 x方向上的位置完全不确定.
量子力学--光的波粒二象性
1
光的波粒二象性
（1）波动性：光的干涉和衍射
（2）粒子性： E h （光电效应等）
描述光的 粒子性
E h p h
描述光的 波动性
2
光学理论发展历史表明，曾有很长一段 时间，人们徘徊于光的粒子性和波动性之间， 实际上这两种解释并不是对立的，量子理论 的发展证明了这一点. 20世纪初发展起来的 光量子理论，似过于强调粒子性，德布罗意 企盼把粒子观点和波动观点统一起来，给予 “量子”以真正的涵义.
邮票上的物理学史—玻尔和原子模型
旦 解 除这 个 作 用 ， 个 原 子 马 上恢 复 到 原 来 的状 态 ． 这
原 子 中 含 有 多 少 个 电 子 ？ 正 电 荷 在 原 子 内 又 以 什 么 形 就像 未 曾发 生 过 任 何 事 情 一 样 抉 言 之 ， 子 内部 的 运 原
式分布？
动与初始条件无关
— —
玻 尔 和 原 子 模 型
奏 克 诚
１ ０７ ） ０ ８ １
（ 京 大学 物 理 系 ． 京 北 北
原 子 的 希 腊 文 （ｒ， 本 义 是 不 可 分 割 的 ． 来 是 有 同 一 性 和 再 生 性 同 一 元 素 的 原 子 完 全 相 同 这 和 太 ａｏ ） ￣ 原
今 把 它 看 成 一 种 不 可 分 害 的 基 元 实 体 ． 此 没 有 内部 结 椅 阳系 的情 况 不 同 ， 天 的太 阳 系 是 由 形 成 时 的 初 始 条 件 ０ 因
文 化 名 人 模 型 属 于 有 核 模 型 ． 模
对 于 第 二 个 问 题 ， 案 分 为 两 搌 ： 派 受 行 星 系 的 型 中考 虑 了尽 量减 小 不稳 定 性 假设 ， 个 大而 重 的 正 答 一 他 一 几 启 发 ， 测 原 子 中 的 正 电 集 中 于 原 子 的 中 心 ， 子 围 绕 电球 位 于 原 子 的 中 心 ， 千 个 电 子 排 成 一 个 电 子 环 围 绕 猜 电 着 它 转 动 ， 像 一 个 镘 型 的 太 阳 系 ， 种 模 型 叫 做 棱 它旋 转 ， 就 这 有 与土星 的光 环相 似（ 邮 票 画 面 上 部 ）其 所 以这 见 当 模 型” 另 一搌 则 认 为 原 子 中 的正 电荷 均 匀 地 或 球 对 称 样 布 局 是 由 于 拉 摩 尔 的 一 个 定 理 ： 诸 电 子 等 角 间 隔 地 ； 地 分 布 在 整 个 原 子 中 ， 各 个 电 子 则 嵌 在 这 个 正 电 球 上 排 列 成 一 个 圆环 ． 等 角 速 度 绕 圆 心 旋 转 时 ， 电 子 单 独 而 以 与
如何理解量子力学中的波粒二象性
如何理解量子力学中的波粒二象性量子力学是近代物理学的一个分支，研究的是微观粒子如何运动和相互作用的规律。
在探索这些规律中，物理学家们发现了许多令人惊奇的现象，比如波粒二象性。
波粒二象性最早是由德布罗意在1924年提出的，他认为粒子的运动不仅可以用经典的物理学理论描述，也可以用波的形式来描述。
这就意味着，微观粒子具有波粒二象性，既可以表现出粒子的性质，也可以表现出波的性质。
那么，波粒二象性如何解释呢？首先，让我们来看一下光的例子。
在经典物理学中，光被认为是一束波；在量子物理学中，光被认为是由一批光子组成的“粒子群”。
这就意味着，光具有波粒二象性，既可以表现出波的性质，比如干涉和衍射，也可以表现出粒子的性质，比如光子的能量和动量。
同样地，电子和其他微观粒子也具有波粒二象性。
在量子力学中，电子被认为是一种波函数，它描述了电子在空间中的分布。
当电子与其他微观粒子相互作用时，它可以表现出粒子的性质，比如位置和速度；而在没有相互作用时，它又可以表现出波的性质，比如干涉和衍射。
那么，为什么微观粒子会具有波粒二象性呢？这是因为微观粒子的运动是受到量子力学的限制的。
根据量子力学的不确定性原理，我们无法同时确定微观粒子的位置和速度，或者同时测量它的不同性质。
这意味着，我们只能通过测量微观粒子的某种性质来了解它的状态，而这种测量必然会对微观粒子的状态产生影响。
举个例子，如果我们想要测量电子的位置，我们需要让一个探测器与电子相互作用，以得到电子的位置信息。
但是，这种相互作用会影响电子的状态，使其失去一部分波动性质，变得更加像是一个“粒子”。
换句话说，波粒二象性实际上是描述了我们观察微观世界的局限性。
我们只能通过测量微观粒子的某种性质来了解它的状态，而这种测量会干扰微观粒子的状态，从而使我们看到的是一种既有粒子性质，又有波性质的对象。
最后，我们再来看一下波粒二象性的应用。
在实际应用中，波粒二象性被广泛应用于微观粒子的干涉实验和量子计算机等领域。
高考物理近代物理知识点之波粒二象性图文解析(7)
高考物理近代物理知识点之波粒二象性图文解析(7)一、选择题1．分别用波长为和的单色光照射同一金属板发出的光电子的最大初动能之比为，以表示普朗克常量，表示真空中的光速，则此金属板的逸出功为（）A．B．C．D．2．关于康普顿效应下列说法中正确的是（）A．石墨对X射线散射时，部分射线的波长变长短B．康普顿效应仅出现在石墨对X射线的散射中C．康普顿效应证明了光的波动性D．光子具有动量3．下列实验中，深入地揭示了光的粒子性一面的有()①X射线被石墨散射后部分波长增大②锌板被紫外线照射时有电子逸出但被可见光照射时没有电子逸出③轰击金箔的α粒子中有少数运动方向发生较大偏转④氢原子发射的光经三棱镜分光后，呈现线状光谱A．①②B．①②③C．②③D．②③④4．用大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁释放的光子，照射某种金属，结果有两种频率的光子能使该金属发生光电效应。
已知氢原子处在n=1、2、3、4能级时的能量分别为E1、E2、E3、E4，能级图如图所示。
普朗克常量为h，则下列判断正确的是（）A．这些氢原子共发出8种不同频率的光子B．氢原子从n=4能级跃迁到n=1能级释放光子，氢原子核外电子的动能减小C．能使金属发生光电效应的两种光子的能量分别为E4﹣E3、E4﹣E2D．金属的逸出功W0一定满足关系：E2﹣E1＜W0＜E3﹣E15．如图所示为光电管的示意图，光照时两极间可产生的最大电压为0.5V。
若光的波长约为6×10－7m，普朗克常量为h，光在真空中的传播速度为c，取hc=2×10－25J·m，电子的电荷量为1.6×10－19C，则下列判断正确的是A．该光电管K极的逸出功大约为2.53×10－19JB．当光照强度增大时，极板间的电压会增大C．当光照强度增大时，光电管的逸出功会减小D．若改用频率更大、强度很弱的光照射时，两极板间的最大电压可能会减小6．下列说法正确的是（）A．原子核发生衰变时要遵守电荷守恒和质量守恒的规律B．射线、射线、射线都是高速运动的带电粒子流C．氢原子从激发态向基态跃迁只能辐射特定频率的光子D．发生光电效应时光电子的动能只与入射光的强度有关7．如图所示，当氢原子从n=4能级跃迁到n=2的能级和从n=3能级跃迁到n=1的能级时，分别辐射出光子a和光子b，则A．由于辐射出光子，原子的能量增加B．光子a的能量小于光子b的能量C．光子a的波长小于光子b的波长D．若光子a能使某金属发生光电效应，则光子b不一定能使该金属发生光电效应8．用如图甲所示的装置研究光电效应现象.用频率为ν的光照射光电管时发生了光电效应.图乙是该光电管发生光电效应时光电子的最大初动能E k与入射光频率ν的关系图象，图线与横轴的交点坐标为(a,0)，与纵轴的交点坐标为(0，－b)，下列说法中正确的是()A．普朗克常量为h＝b aB．仅增加照射光的强度，光电子的最大初动能将增大C．保持照射光强度不变，仅提高照射光频率，电流表G的示数保持不变D．保持照射光强度不变，仅提高照射光频率，电流表G的示数增大9．下列说法正确的是（）A．不确定关系告诉我们，不能准确测量物体的位置或动量的值B．天然放射现象揭示了原子具有核式结构C．原子核衰变的半衰期不受温度压强影响，但与元素的状态有关D．氢弹的原理是核聚变，同等情况释放的能量大于原子弹10．利用金属晶格（大小约10-9 m）作为障碍物观察电子的衍射图样，方法是让电子束通过电场加速后，照射到金属晶格上，从而得到电子的衍射图样。
粒子的波粒二象性
粒子的波粒二象性引言：在物理学中，粒子的波粒二象性是一个重要而神秘的概念。
这一概念的提出，带动了量子力学的发展，并颠覆了我们对物质和能量本质的传统认识。
本文将探讨粒子的波粒二象性及其背后的秘密。
一、粒子与波动理论物理学的传统观点认为物质由微观粒子构成，这些粒子在空间中具有确定的位置和速度。
然而，19世纪末，物理学家对光的研究启发了对粒子本质的新思考。
通过对光的干涉和衍射现象的观察发现，光具有波动性质，而非传统意义上的粒子。
这引发了人们对粒子本质的重新思考。
二、德布罗意的奇思妙想20世纪初，路易·德布罗意提出了一个奇特的猜想：如果光具有波动性质，那么物质粒子是否也具有波动性质？他通过对物质粒子受到的动量和波长的关系进行推导和实验证明，所有物质粒子都具有波动性质。
三、实验验证粒子波动性随着科学技术的进步，人们开始能够进行实验证明德布罗意的猜想。
最著名的实验证明是双缝干涉实验。
实验中，将电子或中子通过两个狭缝后，观察到了干涉图样。
这表明，即使是微观领域的粒子也具有波动性质。
四、波-粒二象性的深层原因尽管我们通过实验观测到了粒子的波动性，但是为什么粒子会同时具有波动性和粒子性质呢？这是一个激发人们思考许多年的问题。
目前，科学家们提出了一些解释，其中最著名的是哥本哈根解释。
据该解释，波粒二象性源于量子力学的固有性质，即物质粒子的行为并非可预测和确定的，而是基于概率。
这种概率性质使得粒子既可以表现出波动性，又可以表现出粒子性。
而人类所熟知的经典物理学无法完全解释这种概率行为。
五、波-粒二象性的应用粒子的波粒二象性不仅仅是科学领域的一个重要概念，也有许多实际应用。
例如，电子显微镜的原理就是基于电子的波动性。
由于电子波长远小于可见光，因此电子显微镜可以提供更高的空间分辨率，使我们能够看到更小的物体和更细微的结构。
此外，量子力学的发展也推动了信息技术的进步，如量子计算机和量子通信。
结论：粒子的波粒二象性是现代物理学的一个核心概念。
(完整版)波粒二象性
关于波粒二象性的理解与展望摘要：本文从光电效应出发，阐述了波粒二象性的提出及近些年来对波粒二象性的一些实验等方面进行叙述，以求对波粒二象性的认识。
关键词：波粒二象性 Which—Way实验波粒二象性的同时观察正文：光学是一门古老的基础学科，人们对光本性的认识经历了漫长而曲折的过程。
一方而人们通过光的衍射、干涉等现象认识到光具有波动性，另一方而人们在对光电效应及黑体辐射等实验现象的解释中发现又必需把光当成一种粒子。
从经典物理的角度来看，光的这两种不同的特性属于两个完全不同的概念。
然而，爱因斯坦却把光的波动性和粒子性统一了起来，提出了光的波粒二象性。
1.波粒二象性的提出1887年，光电效应被德国物理学家赫兹发现，这种特殊的光效应令波动说与粒子说都陷入了一种尴尬的境地。
首先，虽然光的波动说在当时已经成为主流，但波动说完全无法解释光电效应现象。
另一方面，一直以来都能解释波动说无法解释的光学现象的粒子说也只能对光电效应做出部分解释，虽然根据粒子说理论，可以认为光电效应中的电子是被光的粒子撞击出去的，但为什么蓝光可以引发光电效应而红光不能，这点连粒子说也无法解释。
可以说，光电效应令两派学说同时面临瓶颈。
1905年为了解释光电效应，爱因斯坦受到普朗克能量子假说的启发，提出了光量子的假说。
他在著名论文《关于光的产生和转化的一个试探性的观点》一文中总结分析了在光学发展中“微粒说”和“波动说”长期争论的历史，指出了经典理论存在的困难，他认为只有把光的能量也看成是不连续分布，而是一份一份地集中在一起，就能对光电效应做出合理的解释说明。
这样爱因斯坦发展了普朗克的能量子的概念，创造性地提出了光量子（即光子）的概念，并把它用之于光的发射和转化上，光子的能量为E=hν，其中ν为光的频率，这样能很合理地解释光电效应等现象。
在1917年，爱因斯坦又指出光子不仅有能量，而且还具有动量，其中动量p=hλ或者p=hk式中波矢k=2πλ，这样就把标志波动性质的频率ν和波长λ通过一个普适常量——普朗克常量h，与标志粒子性质的E和P联系起来了。
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爱 因 斯 坦 用 光 量 子 的 概 念 轻 而 易 举 地 解 释 了 已 知
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第 ２ １卷 第 ２期
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