第4、5次 德波 实物 测不准 量子.ppt

实物粒子的
波粒二象性
思想方法自然界在许多方面都是明显地对称的,他采用类比的方法提出物质波的假设。
“整个世纪以来,在辐射理论上,比起波动的研究方法来,是过于忽略了粒子的研究方法; 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’的图象想得太多,而过分地忽略了波的图象呢?”
法国物理学家德布罗意(Louis Victor de Broglie 1892 – 1987 )
,法国著名的物理学家,物质波理论的创立者。德布罗意主要从事理论物理、尤其是关于量子问题的研究。
电子波动性的理论研究
1929诺贝尔物理学奖
路易斯·德布罗意(Louis de Broglie,1892~1987)出生在法国一个显赫的贵族家庭。中学毕业后进入巴黎大学攻读历史,1910年获得历史学硕士学位。

在他哥哥、著名的X射线物理学家莫里斯·德布罗意(Maurice de Broglie,1875~1960)的影响下,对物理学产生了浓厚的兴趣,并在他哥哥的私人实验室里进行物理学的研究工作。特别是在阅读了第一届索尔维会议的学术报告和论文后,就下决心去弄清楚普朗克引入的量子概念的真正本性。在获得了科学硕士学位后,他的研究工作被第一次世界大战所打断。大战结束后,他又继续从事物理学的研究工作,并在朗之万(Paul Langevin,1872~1946)的指导下攻读博士学位。

1924年获巴黎大学博士学位,在博士论文中首次提出了“物质波”概念。1926年起在巴黎大学任教,1932年任巴黎大学理学院理论物理学教授,1933年被选为法国科学院院士,1942年起任该院常任秘书。

1945年,莫里斯和路易斯·德布罗意兄弟俩被任命为法发展以及加强科学和工业的联系深感兴趣。作为科学院的终身秘书,德布罗意强烈要求该机构考虑热核爆炸的有害后果。1962年退休。
首先回顾对光的本质的认识
光是机械波
光是实物粒子
光是电磁波
光的衍射
光的干涉
光是光量子
光电效应
康普顿散射
光的波粒二象性
一、德布罗意波
一德布罗意假设(1924 年)
德布罗意假设:实物粒子具有波粒二象性.
德布罗意公式
2)宏观物体的德布罗意波长小到实验难
以测量的程度,因此宏观物体仅表现出粒子性。
注意
1)若则
若则
人们常把这种和物质相联系的波通常称为德布罗意波(也称为物质波)。
例在一束电子中,电子的动能为,求此电子的德布罗意波长?
解
此波长的数量级与 X 射线波长的数量级相当。
X -5nm
德布罗意波长
通常我们所知道的可见光波长是几百nm
所以实物粒子物质波波长很小, 很难表现出它的波动性,只表现出它的粒子性。
二、德布罗意波的统计解释
经典粒子不被分割的整体,有确定位置和运动轨道;经典的波某种实际的物理量的空间分布作周期性的变化,波具有相干叠加性。二象性要求将波和粒子两种对立的属性统一到同一物体上。
1926 年玻恩提出德布罗意波是概率波(几率波) 。
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。
***例2 从德布罗意波导出氢原子波尔理论中角动量量子化条件。(教材332页)
解两端固定的弦,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
角动量量子化条件