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文档简介
1、17.3 粒子的波动性,光的本性,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,光学发展史,T /年,波动性,粒子性,一、光的波粒二象性,光的干涉、衍射现象,光具有波动性,光电效应、康普顿效应,光具有粒子性,光的本性是什么？,我们的回答是：光既具有波动性，又具有粒子性，即光具有波粒二象性。,光子的能量： = h,光子的动量：P = h/, P 粒子性, 波动性,h,p 与 是描述粒子性的，、v 是
2、描述波动性的，h 则是连接粒子性和波动性的桥梁。,路易维克多德布罗意（Louis Victor de Broglie，1892.08.151987.03.19）出生于迪耶普，法国著名理论物理学家，波动力学的创始人，物质波理论的创立者，量子力学的奠基人之一。 1929年获诺贝尔物理学奖。 1932年任巴黎大学理论物理学教授。 1933年被选为法国科学院院士。,二、粒子的波动性,二、粒子的波动性,实物粒子也有波动性,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,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
3、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，并都满足德布罗意关系。,一个质量为 m 的实物粒子以速率 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v 和波长 l 所描述的波动性。,德布罗意关系,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。,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 的子弹的德布罗意波长为,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= 。,试估算一个中学生在跑百米时的德布罗意波的波长。,解：估计一个中学生的质量m50kg ，百米跑时速度v7m/s ，则,由计算结果看出，宏观物体的物质波波长非常小，所以很难表现出其波动性。,C.J.戴维孙 （1881年1958年） 通过实验发现晶体对电子的衍射作用。,1937诺贝尔物理学奖,G.P.汤姆孙（1892年1975年） 英国物理学家,通过实验发现受电子照射的晶体中的干涉现象。,三、物质波的实验验证,x射线经晶体的衍射图,1. 求静止电子经 15000 V 电压加速后的德布罗意波长。,解：静止电子经电压 U 加速后的动能,2. 电子动能 k = 100 eV；子
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