《波与粒子单位温习二》课件(沪科版选修3-5.ppt

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
h p mv
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。
一切实物粒子都有波动性 后来，大量实验都证实了：质子、中子和原 子、分子等实物微观粒子都具有波动性，并都满 足德布洛意关系。 一颗子弹、一个足球有没有波动性呢？ 质量 m = 0.01kg，速度 v = 300 m/s 的子 弹的德布洛意波长为
计算结果表明，子弹的波长小到实验难以测量的 程度。所以，宏观物体只表现出粒子性。
由光的波粒二象性的思想推广到微观粒子和任 何运动着的物体上去，得出物质波（德布罗意 波）的概念：任何一个运动着的物体都有一种 波与它对应，该波的波长λ = h / p 。
电子双缝衍射 （1） 用足够强的电子束进行双缝衍射
四.光子的动量
E mc
2
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E h
h m 2 c h
h h P mc 2 c c c
E h
P h

动量能量是描述粒子的, 频率和波长则是用来描述波的
1、德布罗意波（物质波）
De . Broglie 1923年发表了题为“波和粒子” 的论文，提出了物质波的概念。 他认为，“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，那末在实物的理论中， 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”
—— 得到的结果与光的双缝衍射结果一样
—— 出现了明暗相间的衍射条纹，体现电子的波动性 —— 衍射条纹掩饰了电子的粒子性 未能体现电子在空间分布的概率性质
（2） 用非常弱的电子束进行双缝衍射 —— 开始电子打在屏幕上的位置是任意的
随着时间推移，电子具有稳定的分布
出现清晰衍射条纹__和强电子束在短时间形成的一样 —— 单个电子的运动方向是完全不确定的__具有概率分布 一定条件下，电子运动方向的概率具有确定的规律
二.康普顿效应解释中的疑难
1.经典电磁理论在解释康普顿效应时遇到的困难
①根据经典电磁波理论，当电磁波通过物质 时，物质中带电粒子将作受迫振动，其频率 等于入射光频率，所以它所发射的散射光频 率应等于入射光频率。
②无法解释波长改变和散射角关系。
2.光子理论对康普顿效应的解释
①若光子和外层电子相碰撞，光子有一部分能 量传给电子，散射光子的能量减少，于是散射 光的波长大于入射光的波长。 ②若光子和束缚很紧的内层电子相碰撞，光 子将与整个原子交换能量，由于光子质量远小 于原子质量，根据碰撞理论， 碰撞前后光子 能量几乎不变，波长不变。 ③因为碰撞中交换的能量和碰撞的角度有关， 所以波长改变和散射角有关。
波与粒子单元复习二
一、康普顿效应 1、光的散射 光在介质中与物质微粒相互作用,因而传 播方向发生改变,这种现象叫做光的散射。
2、康普顿效应 1923年康普顿在做 X 射线通过物质散 射的实验时，发现散射线中除有与入射线波 长相同的射线外，还有比入射线波长更长的 射线，其波长的改变量与散射角有关，而与 入射线波长 和散射物质都无关。