nullnull§15-5 微观粒子的波动性法国nullnull人类对光的本性的认识过程启发了德布罗意。null对称性:实物粒子与光类比null对物质波的描述null
练习
飞向蓝天的恐龙练习非连续性文本练习把字句和被字句的转换练习呼风唤雨的世纪练习呼风唤雨的世纪课后练习
:设光子与电子的德布罗意波长均为λ,
试比较其动量和能量大小是否相同。null2. 德布罗意波的实验证明1) 戴维孙 — 革末电子衍射实验(1927年)实验
表
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明,以一定方向投射到晶面上的电子束,只有具有某些特定速率时,才能准确地按照反射定律在晶面上反射。 实验结果与晶体对X射线的衍射情形是极其相似的。 null当波长满足布拉格公式将电子的德布罗意波长代入布拉格公式,得 因所以上式计算出的U值,与实验结果相一致。这就证明了德布罗意假说的正确性。 null2) G . P . 汤姆孙电子衍射实验 ( 1927年 ) 1932年德国人鲁斯卡成功研制了电子显微镜 ; 1981年德国人宾尼希和瑞士人罗雷尔制成了扫瞄隧道显微镜. 应用举例*微观粒子的波粒二象性是得到实验证实的科学结论null两端固定的弦,若其长度等于波长则可形成稳定的驻波.将弦弯曲成圆时电子绕核运动其德布罗意波长为德布罗意还指出:氢原子中电子的圆轨道运动,它所对应的物质波形成驻波,圆周长应等于波长的整数倍。即nullnull2) 粒子由波组成,是不同频率的波叠加而成的“波包”null山重水复疑无路,柳暗花明又一村。
一种崭新的观念和优美的数学方法 悄然而生3)玻恩“概率波”说(1954年诺贝尔奖)nullnull4) 微观粒子不同于经典粒子,也不同于经典波nullnull比较:null微观粒子的运动具有不确定性,不遵从经典力学方程,只能用物质波的强度作概率性描述。
借用经典物理量来描述微观客体时,必须对经典物理量的相互关系和结合方式加以限制。其定量表达
——海森伯不确定关系。人们还在继续探索物质波的本质,但无论其物理实质
是什么,物质波的强度代表着微观粒子在空间的概率
分布已经是没有疑问的了。德布罗意波的统计解释:在某处德布罗意波的强度是与粒子在该处邻近出现的概率成正比的 .概率概念的哲学意义:在已知给定条件下,不可能精确地预知结果,只能预言某些可能的结果的概率 .null二、不确定关系1、位置与动量的不确定关系null电子如何进入中央明纹区的?null考虑次级明纹null物理意义:1)微观粒子运动过程中,其坐标的不确定量与该方向上动量分量的不确定量相互制约null与经典描述比较(以一维运动为例)nullnullnull2. 时间和能量的不确定关系null3、不确定关系的物理实质注意:不确定(测不准)关系不是实验误差,
不是由于理论不完善或仪器不准确引起的。
它来自微观粒子的本性。null2).给出了宏观与微观物理世界的界限,经典粒子模型可应用的限度null1. 氢原子中,电子运动的稳定圆轨道的周长S与其德布罗意波长λ的关系是( )
A. S是λ的整数倍 B. S等于λ
C. λ是S的整数倍 D. S等于λ的倒数 √√ 3. 一个光子和一个电子具有相同的波长,则
A.光子具有较大的动量 B. 电子具有较大的动量
C.它们具有相同的动量 D. 它们的动量不能确定 √√4. 在室温下达热平衡的中子,质量m为1.67×10-27kg,在温度为300K时该中子的德布罗意波长为
A. 6.21×10-11m ; B. 4.55×10-10m ;
C. 1.46×10-10m ; D.4.56×10-11m null(1)粒子的动量不可能确定
(2)粒子的坐标不可能确定
(3)粒子的动量和坐标不可能同时确定
(4)不确定关系不仅适用于电子和光子,也适用于其他粒子。其中正确的:
A. (1)、(2) B. (2)、(4)
C. (3)、(4) D. (4)、(1) √6. 假设原子中某激发态的寿命为Δt=10-8s,则与该激发态相应的光谱线自然宽度ΔE约为
A. 3.3×10-8eV B. 4eV C. 2.6×10-7eV D.不能估算 √null求在温度为3.0k的液氦中冷冻着的中子的德布罗意波长? 电子运动速率为300m/s,其测量准确度为0.01%,若要确定这个电子的位置,求位置的最小不确定量。