文档介绍：?
§ 微观粒子的波粒二象性
光具有
波-粒二象性。
光的干涉、
衍射等现象
证实
光的波动性
热辐射、
光电效应
和康普顿
效应等现象
证实
光的粒子性
问题:
先让电子枪发射的电子一个一个地射向单缝:
单个电子到达屏上的位置是无规律的;
经过足够长的时间后,到达屏上的电子足够多时,
积累起来的电子分布呈现为一幅完整的单缝衍射图样。
密集的电子束短时间射向单缝,屏上仍然出现
与前面相同的衍射图样。
由此可见,波动性并不是粒子间相互作用的结果,
单个粒子就具有波动性。

所以波动性是微观粒子自身固有的属性,微观粒子不同于经典意义上的粒子。
微观粒子不同于经典波!
如果电子是波包,那么,由于电子波在介质分界
面上的反射和折射,电子将被分裂为反射部分和折射
部分,也就是说,从两个方向观察到的只是电子的一
部分。但实验中观察到的总是一个个具有一定质量和
电荷的电子,从来没有观察到几分之一个电子。

费曼曾经设计了一个对比子弹、水波和电子分别
通过双缝的理想实验,来说明微观粒子与经典粒子和
经典波的区别。
这是对比子弹、水波和电子通过双缝的实验
装置原理图:
子弹实验水波实验电子实验
关下缝,子弹通过上缝到达屏上,观察到的子弹密度分布如曲线P1 所示。
反之, 关上缝开下缝,得子弹密度分布曲线P2。将P1与P2叠加,得到曲线P1 +P2。
同时打开缝1和缝2,发射两倍数目的子弹,最后得到的子弹数目分布曲线是曲线P3。
显然,曲线P3与P1 +P2完全一样,称为“非相干叠加”。
由此可见,子弹的波动性表现很不明显,子弹通过双缝后在屏上形成了非相干叠加, 即主要表现了粒子性。

电子通过狭缝后在屏上出现的位置不可预测。观察时间较短时,屏上记录点的分布看起来没有什么规律。
当时间足够长,屏上接收的电子数越来越多,有些地方很密,有些地方则很疏,其分布将形成有规律的单缝衍射图样。
同时打开双缝,电子象子弹那样,只能通过其中一条缝;但是,电子在接收屏上出现的结果却显示出了确定分布的干涉图样。
实验结果表明:电子的行为既不等同于经典粒子,也不等同于经典波动,它兼有粒子和波动的某些特性,这就是波粒二象性。
—物质波
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。
质量为的粒子以速度匀速运动时,具有能量和动量;从波动性方面来看,它具有波长和频率, 这些量之间的关系遵从下述公式:
具有静止质量的实物粒子以速度运动,则和该粒子相联系的平面单色波的波长为:
德布罗意公式
如果,那么
德布罗意认为电子的物质波绕圆轨道传播时,只有满足驻波条件时,此轨道才是稳定的。在这一假设下,可以得出玻尔假设中的有关电子轨道角动量量子化条件: