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文档简介
德布罗意波和实物粒子的波粒二象性德布罗意波和实物粒子的波粒二象性一.德布罗意波
(物质波)1.物质波:静止质量不为零的微观粒子所具有的波.2.波粒二象性:实物粒子具有波动、粒子二重特性.能量动量德布罗意波长注意:1.λ∝1/m,质量大的粒子波长短,波动性不明显.2.v<<c时,电子驻波
从德布罗意波导出氢原子玻尔理论中的角动量量子化条件:德布罗意关系得出角动量量子化条件德布罗意把原子定态与驻波联系起来,即把能量量子化与有限空间驻波的波长和频率联系起来.如电子绕原子一周,驻波应衔接,所以圆周长应等于波长的整数倍.1.戴维孙－革末实验1927年，戴维孙－革末做了电子束在晶体表面散射实验.首先证明了德布罗意关于物质波的假设。2.电子通过狭缝的衍射实验：1960年,约恩孙(Jonsson)制成长为5cm,宽为0.3μ
m，缝间距为1.0μm的多缝.用50V的加速电压加速电子,使电子束分别通过单缝、双缝等,均得到衍射图样.二.德布罗意波的实验验证电子跃迁的辐射规律与实验值非常接近氢原子:基态
n=1,能量E1=-13.6ev,轨道半径r1=0.053nm稳定;激发态
n≥2,能量En=E1/n2,轨道半径
rn=r1n2
不稳定；电离态n→∞,En≥0,电子成为自由电子,能量连续变化.赖曼系巴耳末系帕邢系布喇开系En=E1/n26
5E5=E1/254E4=E1/163E3=E1/9=-1.51eV2E2=E1/4=-3.39eV1E1=-13.6eV氢原子的光谱图玻尔氢原子理论的成绩成功地解释了原子的稳定性、大小及氢原子光谱的规律性.从理论上计算了里德伯常量；解决了近30年之久的巴耳末公式之迷，打开了人们认识原子结构的大门，而且玻尔提出的一些概念，如能量量子化、量子跃迁及频率条件等，至今仍然是正确的.能对类氢原子的光谱给予说明.4.玻尔氢原子理论的困难不能解释多电子原子的光谱；不能解释谱线的强度和宽度；在逻辑上也存在矛盾：把微观粒子看成是遵守经典力学规律的质点,又赋予它们量子化的特征.例1.用动能为12.5ev的电子撞击氢原子,使其激发,1.最高能到哪一能级?2.回到基态时,能产生哪些谱线?解:n取3λ3λ2λ1ΔE例2.处于第一激发态的氢原子用可见光照射,能否使之电离?解:紫光第一激发态:电离能:不能电离例3.氢原子被激发到=5的能级上,当它跃迁到基态时可发射几条谱线?其中有几条可见光?巴尔末系解:共10条共3条可见光当一个质子俘获一个动能为Ek=13.6ev的自由电子组成一个基态氢原子时,所发出的单色光频率是——.德布罗意(LouisVictorduedeBroglie,1892-1960)
德布罗意原来学习历史，后来改学理论物理学。他善于用历史的观点，用对比的方法分析问题。
1923年，德布罗意试图把粒子性和波动性统一起来。1924年，在博士论文《关于量子理论的研究》中提出德布罗意波,同时提出用电子在晶体上作衍射实验的想法。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”。192
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