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物理选修3-5第十七章波粒二象性,第3节粒子的波动性,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。”那么光的本性到底是什么？,粒子性,波动性,（具有能量）,（具有频率）,（具有动量）,h-架起了粒子性与波动性之间的桥梁,一、光的波粒二象性,（具有波长）,二、粒子的波粒二象性德布罗意，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。,1924年，26岁的德布罗意考虑到普朗克量子和爱因斯坦光子理论的成功，在博士论文关于量子理论的研究中大胆地把光的波粒二象性推广实物粒子，如电子，质子等。他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。,二、粒子的波粒二象性,1、物质波：一个质量为m的实物粒子，以速率V运动时，即具有以能量和动量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。,2、物质波的波长、频率,一切实物粒子都有波动性,实物粒子的波粒二象性的意思是：微观粒子既表现出粒子的特性，又表现出波动的特性。大量光子易表现波动性，少量光子易表现粒子性。,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。,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=h/p。,二、粒子的波粒二象性,三、物质波的实验证据1、1912年，德国物理学家劳厄，利用X射线照在晶体上可以产生衍射X射线就是一中波长为十分之几纳米的电磁波；证实电子打在晶体上也能观察电子衍射。2、实物粒子的波动性-电子衍射实验1927年，戴维孙与汤姆孙利用晶体作电子束衍射实验，得到教材P38页图17.3-1的衍射图样，证实了电子波动性。,物质波的一个最重要的应用就是电子显微镜的发明第一台电子显微镜是由德国鲁斯卡研制成功，荣获1986年诺贝尔物理奖从波动光学可知，由于显微镜的分辨本领与波长成反比，光学显微镜的最大分辨距离大于0.2m，最大放大倍数也只有1000倍左右自从发现电子有波动性后，电子束德布罗意波长比光波波长短得多，而且极方便改变电子波的波长，这样就能制造出用电子波代替光波的电子显微镜,三、物质波的应用,电子显微镜下的薰衣草叶子,9,电子显微镜下的纳米纤维,10,电子显微镜下的灰尘,电子显微镜下的红细胞,12,电子显微镜下的二分裂,13,小结：,一、德布罗意的物质波,二、德布罗意波的实验验证,3.量子围栏(QuantumCorral)中的驻波,1
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