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文档简介
物质波 教学目标 1 了解物质波的概念 2 知道波粒二象性是物质的共性 物质波也是概率波 3 了解牛顿力学对微观粒子不适用 物质 实物 场 质子 电子 电场 磁场 光是传播着的电磁场 实物粒子是否会在一定条件下表现出波动性 法国物理学家德布罗意 在他的博士论文里大胆地做了肯定的回答 德布罗意认为 任何一个运动着的物体 小到电子 质子 大到行星 太阳 都有一种波和它对应 波长 是 式中p是运动物体的动量 h是普朗克常量 人们把这种波叫做物质波 也叫德布罗意波 louisvictordebroglie1892年 1987年 德布罗意是法国的物理学家 因发现电子有波动的特性 为波动力学打了基础 因此获得1929年的诺贝尔物理学奖 德布罗意出生公爵世家 继承了公爵的身份 1913年在巴黎大学获科学学位 在整个一次世界大战中以工程師身份服役 以後他回到了巴黎大學 在1924年获博士銜 1923年德布罗意發表了论文 提出一些基本粒子如电子具有粒子和波动的特性 薛定谔将德布罗意的物理概念用数学形式表示 而导出量子力学中最基本的薛定谔方程 建立波动力学 宏观物体的德布罗意波的波长比微观粒子的波长小的多 很难观察到它们的波动性 但是微观粒子的情形完全不同 1927年 c j 戴维孙和l h 革末两位物理学家利用观察 电子束照射到晶体晶格上发生的衍射现象 证实了德布罗意的假设 为此获1937年诺贝尔物理学奖 显像管中电子的运动速度是4 0 107m s 质量为10g的一颗子弹的运动速度是200m s 分别计算它们的德布罗意波长 1 8 10 11m 牛顿力学的局限性 牛顿定律是在研究宏观物体低速运动的基础上总结出来的 实验证明 对于微观粒子 牛顿定律并不适用 物质波也是概率波 光子和实物粒子在空间分布的概率是受波动规律支配的 宏观质点的运动情况 牛顿定律进行解释 微观粒子的运动情况 概率统计规律解释 当原子处于不同的能级时 电子在各处出现的概率是不一样的 如果用疏密不同的点子表示电子在各个位置出现的概率 画出图来 就像云雾一样 可以形象的称做电子云 经典力学中 我们用质点的位置和动量来描述它的运动状态 在微观世界 我们不可能同时准确地得知一个粒子的位置和动量 因此也就不能同时用这两个量来描述它的运动 利用数学方法对微观粒子的运动进行分析
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