3　粒子的波动性.pptx

第3节 粒子的波动性 第十七章波粒二象性 有记者曾问英国物理学家 诺贝尔获奖者布拉格教授 光是波还是粒子 布拉格幽默地回答道 星期一 三 五它是一个波 星期二 四 六它是一个粒子 星期天物理学家休息 如果你是布拉格教授 将如何机智地回答 那么光的本性到底是什么 新课导入 波动派 1801 托马斯 杨双缝干涉实验 1814 菲涅耳单缝衍射实验 赫兹电磁波实验 1888 1922 康普顿效应 牛顿微粒说占主导地位 波动说渐成真理 光具有波粒二象性 粒子派 一 光本质的探索 h架起了粒子性与波动性之间的桥梁 二 光的波粒二象性 粒子性 波动性 波长 越大 动量P越小 波动性强 粒子性弱波长 越小 动量P越大 波动性弱 粒子性强 光的波粒二象性 光既具有波动性又具有粒子性 比较X射线光子和电子的动量大小 从中我们能否用类比思想对电子的属性进行大胆的猜想 1 一束波长0 3nm的电磁波在真空中传播 光在真空中传播速度c 3 0 108m s 普朗克常量h 6 626 10 34J S 1 该电磁波的光子具有多少能量 2 计算该光子的动量 3 为什么该电磁波光子呈现极小的粒子性 例题 光子 微观粒子 2 一个电子被100V的电压加速后 电子质量m 9 11 10 31kg e 1 6 10 19C 1 该电子具有多少能量 具有多大的速度 2 它的动量多大 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 德布罗意的物质波 德布罗意 De Broglie 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 1923年发表了题为 波和粒子 的论文 提出了物质波的概念 三 物质波的提出 爱因斯坦称赞说 瞧瞧吧 看似疯狂 可真是站得住脚呢 揭开了自然界巨大帷幕的一角 1927年C J 戴维森和G P 汤姆孙 J J 汤姆孙之子 利用电子束穿过晶体做了电子束的衍射实验 因此 共同获1937年诺贝尔物理学奖 此后 人们相继证实了质子 中子以及原子 分子等都具有波动性 电子衍射实验 电子衍射图样 四 物质波的实验验证 一个质量为m的实物粒子以某一速率运动时 既具有以能量 和动量p所描述的粒子性 同时也具有以频率 和波长 所描述的波动性 这种与实物粒子相联系的波叫德布罗意波 物质波 五 粒子的波粒二象性 德布罗意波 物质波 的波长 频率 T 年 波动性 粒子性 光和实物粒子都具有波粒二象性 计算 速度v 300m s飞行的子弹 质量为m 0 01kg 对应的德布罗意波长为多少 波长实在太小 波动性不明显 计算 速度v 10m s跑步的人 质量为m 60kg 对应的德布罗意波长为多少 结论 宏观物体的质量一般较大 动量较大 对应波长较小 波动性不明显 为何看不见 也察觉不到宏观物体的波动性 五 粒子的波粒二象性的应用 电子显微镜 电子显微镜下的灰尘 一 光本质的探索二 光的波粒二象性三 物质波的提出四 物质波的实验验证 电子衍射实验五 粒