物质波不确定关系.ppt

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美学在科学中的角色，是“纤细的筛子”，成为阐明和误解之间、讯号与杂讯之间的仲裁。
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同学们好
量子力学建立的历史.
荣获诺贝尔奖的物理学家.

玻尔
德布罗意
（丹麦）
（奥地利）
（法国）
（美国）
（德国）
物质波不确定关系
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第十六章 量子力学基本原理
旧量子论：在经典理论框架中引入量子假设,通过革新基本观念，解决各局部领域的问题。
量子力学：从基本属性上认识微观粒子的运动规律
量子探险的两条道路－－－殊途同归
先建立理论，后寻求解释。
波动力学
矩阵力学
物质波不确定关系
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结构框图
学时： 6
物质波假设 及其实验验证
不确定关系
波函数
（概率幅）
薛定谔方程
薛定谔方程的简单应用
*量子力学解释理论的发展
本章要点：
物质波波函数及其统计解释,
不确定关系,
德布罗意公式,
定态薛定谔方程及其在一维无限深势阱中的应用
窗口：扫描隧道显微镜、纳米技术
物质波不确定关系
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§ 物质波假设及其实验验证

：自然界是对称统一的，光与实物粒子
应该有共同的本性。
单纯用
波动
粒子
均不能完整地描述光的性质
无法用经典语言准确建立光的模型
光的本性
的两个
不同侧面
波动性：
表现在传播过程中
（干涉、衍射）
粒子性：
表现在与物质相互作用中
（光电效应、康普顿效应、电子偶效应）
回顾
物质波不确定关系
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光子的量子理论模型
“波粒二象性”
借用经典“波”和“粒子”术语，但既不是经典波，又不是经典粒子
光：既不是经典波，又不是经典粒子,
用量子理论描述 —— 光子
人类对光的本性的认识过程启发了德布罗意。
物质波不确定关系
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整个世纪以来，在辐射理论上，比起波动的研究方法来，是过于忽视了粒子的研究方法；在实物理论上，是否发生了相反的错误呢？是不是我们关于粒子图象想得太多，而过分地忽略了波的图象呢？
德布罗意
（ Broglie)
1892 ——1987
物质波不确定关系
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《辐射——波与量子》
《光学——光量子、衍射和干涉》
《量子气体运动理论及费马原理》
1923年9-10月《法国科学院通报》：
1924年博士论文： 《量子理论研究》
提出实物粒子“波粒二象性”概念及实验验证思路.
疑问重重：实物粒子的波动性怎么体现？
实物粒子的波长、频率的具体含义是什么？
……
物质波不确定关系
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德布罗意不能解答这些问题，但是他的立意新颖，论述严谨，巴黎大学的教授们以惊异的心情听取了他的报告，并给予高度评价。
爱因斯坦称赞道：
“瞧瞧吧，看来疯狂，可真站得住脚呢!”
德布罗意获得1929年诺贝尔物理奖。成为第一个以博士论文获得诺贝尔物理奖的物理学家。
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对当时最有生命力的理论的把握：
普朗克能量子理论，
爱因斯坦光量子理论……
为什么德布罗意能够提出如此具有独创性的见解？
先进的科学观念——自然界的对称性
自然界是对称统一的，光与实物粒子应该有
共同的本性。
创造性思维模式：
非逻辑思维（联想、想象、类比、灵感…）
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物质波
实物粒子
光
物理光学 —— 波动说
几何光学 —— 粒子说
传统力学 —— 粒子性
波动力学 —— 波动性
对称性：实物粒子与光类比
量子力学
“波粒二象性”
光子说
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