高中物理选修--粒子的波动性
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1960年，C.Jonson完成了 电子双缝干涉实验。后来的实 验证明中子和各种原子、分子 等微观粒子也具有波动性。
我们真的也是波！
既然电子是波动，那么电子的波动方程是什么？
薛定谔方程
全世界一半的智慧
一切宏观物体都有波动性
质量 m = 0.01kg，速度 v = 300 m/s 的子弹的 德布罗意波长为
宏观物体更容易表现出粒子性，而极难被检 测到波动性。
电子的动能Ek=100eV，m=9.0×10-31kg, 求 它的德布罗意波长。
p mv 2mEk 5.410 24 kgm/s h h =1.23×10-10m
mυ p
实物粒子的物质波波长特别小，必须有相应大小 的孔或障碍物才能观察到明显的衍射现象。
德国物理学家劳厄因用X 射线照 在晶体上获得衍射图样而获得1914年 诺贝尔物理学奖。
光是微粒
Guang:“我是谁？”
粒子的波动性
光的波动性
光的粒子性
能量量子化
光的干涉 衍射 电磁论
黑体辐射 光电效应 康普顿效应
ε hν
光的波动性 光的粒子性
光具有 波粒二象性
p h
粒子性
波动性
粒子性
波动性
光具有 波粒二象性
光同时具有波动性和粒子性
光的波长越长，波动性越明显； 光的波长越短，粒子性越明显。
1929年，拥有法国公爵和德国王子 头衔的德布罗意成为第一个凭借博士论 文（提出的物质波的假设）获得诺贝尔 物理学奖（1929年）的人。
能量为E、动量为p的粒子与频率为v、波长为的波
相联系，并遵从以下关系：
E=mc2=hv
p mv h λ
这种和实物粒子相联系的波称为德布罗意波（物质
波或概率波），其波长 称为德布罗意波长。
法国物理学家， 波动力学的创始 人，量子力学的 奠基人之一。
1924年，在博士论文《关于量子理 论的研究》中把光的波粒二象性推广到 实物粒子，如电子，质子等。提出实物 粒子也具有波动性．这种与实物粒子相 联系的波称为德布罗意波。
它的直觉来自对称和类比思想
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”。
科学狂想曲——我们也是波！ 德布罗意1923年发表了有关“波和粒子”
的论文，提出了物质波的概念。
实物粒子也具有波动性，即每一个运动 的粒子都与一个对应的波相联系．这种波叫 德布罗意波（物质波）。
德布罗意原来的专业是历史，在其
哥哥的影响下改学理论物理。这使得他 比一般物理学家更容易打破经典物理观 念的束缚。
德布罗意
（Louis Victor Duc de Broglie，1892—1987）
“整个世纪以来（指19世纪） 在光学中比起波动的研究方法来， 如果说是过于忽视了粒子的研究 方法的话，那么在实物的理论中， 是否发生了相反的错误呢？是不 是我们把粒子的图象想得太多， 而过分忽略了波的图象呢。”
光这种具有典型的波动性的物质能具有粒子性， 实物粒子为什么不能同时具有波动性呢？
运用类比思维，德布罗意在论文中提出，用加速 过的电子流照射晶体作衍射实验的想法。
戴维孙－革末实验
1927年，Davisson和Germer 成功进行了电子的衍射实验。 （二人凭借该Βιβλιοθήκη Baidu验获得1937年诺贝尔物理学奖）
1927年 G.P.汤姆孙（J.J.汤姆孙之子） 独立完成了电子衍射实验．与戴维孙、革 末分享了 1937 年诺贝尔物理学奖．
我们真的也是波！
既然电子是波动，那么电子的波动方程是什么？
薛定谔方程
全世界一半的智慧
一切宏观物体都有波动性
质量 m = 0.01kg，速度 v = 300 m/s 的子弹的 德布罗意波长为
宏观物体更容易表现出粒子性，而极难被检 测到波动性。
电子的动能Ek=100eV，m=9.0×10-31kg, 求 它的德布罗意波长。
p mv 2mEk 5.410 24 kgm/s h h =1.23×10-10m
mυ p
实物粒子的物质波波长特别小，必须有相应大小 的孔或障碍物才能观察到明显的衍射现象。
德国物理学家劳厄因用X 射线照 在晶体上获得衍射图样而获得1914年 诺贝尔物理学奖。
光是微粒
Guang:“我是谁？”
粒子的波动性
光的波动性
光的粒子性
能量量子化
光的干涉 衍射 电磁论
黑体辐射 光电效应 康普顿效应
ε hν
光的波动性 光的粒子性
光具有 波粒二象性
p h
粒子性
波动性
粒子性
波动性
光具有 波粒二象性
光同时具有波动性和粒子性
光的波长越长，波动性越明显； 光的波长越短，粒子性越明显。
1929年，拥有法国公爵和德国王子 头衔的德布罗意成为第一个凭借博士论 文（提出的物质波的假设）获得诺贝尔 物理学奖（1929年）的人。
能量为E、动量为p的粒子与频率为v、波长为的波
相联系，并遵从以下关系：
E=mc2=hv
p mv h λ
这种和实物粒子相联系的波称为德布罗意波（物质
波或概率波），其波长 称为德布罗意波长。
法国物理学家， 波动力学的创始 人，量子力学的 奠基人之一。
1924年，在博士论文《关于量子理 论的研究》中把光的波粒二象性推广到 实物粒子，如电子，质子等。提出实物 粒子也具有波动性．这种与实物粒子相 联系的波称为德布罗意波。
它的直觉来自对称和类比思想
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”。
科学狂想曲——我们也是波！ 德布罗意1923年发表了有关“波和粒子”
的论文，提出了物质波的概念。
实物粒子也具有波动性，即每一个运动 的粒子都与一个对应的波相联系．这种波叫 德布罗意波（物质波）。
德布罗意原来的专业是历史，在其
哥哥的影响下改学理论物理。这使得他 比一般物理学家更容易打破经典物理观 念的束缚。
德布罗意
（Louis Victor Duc de Broglie，1892—1987）
“整个世纪以来（指19世纪） 在光学中比起波动的研究方法来， 如果说是过于忽视了粒子的研究 方法的话，那么在实物的理论中， 是否发生了相反的错误呢？是不 是我们把粒子的图象想得太多， 而过分忽略了波的图象呢。”
光这种具有典型的波动性的物质能具有粒子性， 实物粒子为什么不能同时具有波动性呢？
运用类比思维，德布罗意在论文中提出，用加速 过的电子流照射晶体作衍射实验的想法。
戴维孙－革末实验
1927年，Davisson和Germer 成功进行了电子的衍射实验。 （二人凭借该Βιβλιοθήκη Baidu验获得1937年诺贝尔物理学奖）
1927年 G.P.汤姆孙（J.J.汤姆孙之子） 独立完成了电子衍射实验．与戴维孙、革 末分享了 1937 年诺贝尔物理学奖．