物质波不确定关系.ppt

§12—2 物质波 不确定关系
回顾所学:
1. 物质波是一种什么波?
2. 什么是实物粒子的波粒二象性?
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一. 物质波 实物粒子的波粒二象性
光的干涉、衍射等现象证实了光的波动性；热辐射、光电效应和康普顿效应等现象又证实了光的粒子性。光具有波-粒二象性。
德布罗意波在光的二象性的启发下，提出了与光的二象性完全对称的设想，即实物粒子（如电子、质子等）也具有波-粒二象性的假设。
德布罗意
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不仅光具有波粒二象性，一切实物粒子(如电子、原子、分子等)也都具有波粒二象性; 具有确定动量 P 和确定能量 E 的实物粒子相当于频率为 和波长为 的波, 二者之间的关系如同光子和光波的关系一样, 满足：
德布罗意假设：
这种和实物粒子相联系的波称为 德布罗意波 或 物质波 。
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例：电子在电场里加速所获得的能量
电子的德布罗意波长
德布罗意公式
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X射线范围
玻尔氢原子量子化条件与驻波条件是等效的。
将德布罗意关系式
代入即得
玻尔理论中的角动量量子化条件
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电子束在晶体表面散射实验时，观察到了和X射线在晶体表面衍射相类似的衍射现象，从而证实了电子具有波动性。
K
D
U
M
镍单晶
B
G
1) 戴维孙-革末实验（1927）
德布罗意假设的实验证明
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电子衍射实验
多晶 铝 箔
电子的单缝、双缝、三缝和四缝衍射实验图象
2)、汤姆逊（1927）
3)、约恩逊（1960）
单缝衍射
双缝衍射
三缝衍射
四缝衍射
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例 计算m=，V=300m/s的子弹的德布罗意波长.
极其微小，宏观物体的波长小得实验难以测量，
“宏观物体只表现出粒子性”
因V<<c ,故有
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波函数及其统计解释
物质波波函数
1926年玻恩指出物质波是一种概率波，它描述了粒子在各处出现的概率。
与经典波用波函数描述类似，如果用一个时间空间函数 描述物质波，则波函数振幅的平方
就表示t时刻，粒子在空间r 处的单位体积中出现的概率，又称为概率密度.
即波函数的物理意义：
—— t 时刻，粒子在空间 r 处的单位体积中出现的概率，又称为概率密度
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电子数 N=7
电子数 N=100
电子数 N=3000
电子数 N=20000
电子数 N=70000
单个粒子在哪一处出现是偶然事件；
大量粒子的分布有确定的统计规律。
出现概率小
出现概率大
电子双缝干涉图样
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