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3 粒子的波动性 (3).ppt

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文档介绍:粒子的波动性
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学说名称
微粒说
波动说
电磁说
光子说
波粒二象性
代表人物
牛顿
惠更斯
麦克斯韦
爱因斯坦
公认
实验依据
光的直线传播、 光
的反射
光的干涉、衍射
能在真空中传播,是横波,光速等于电磁波速度
光电效应、康普顿效应
光既有波动现象,又有粒子特征
光学发展史
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光的波粒二象性
1、光的本性
(1)大量光子产生的效果显示出 波动性 ,
比如 干涉 、 衍射 、 偏振 现象表明光在传播过程中具有波动性.
(2)个别光子产生的效果往往显示出 粒子性 ,
比如 光电效应 、 康普顿效应 等光子与电子的作用是一份一份进行的,这些都体现了光的粒子性.
(3)光既具有 波动性 又具有 粒子性 ,光具有 波粒二象性 .
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(1)能量:ε=
(2)动量:p=
2、光子的能量和动量
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3、意义
能量ε和动量p是描述物质的 粒子性的重要
物理量
波长λ和频率v是描述物质的 波动 性的典型
物理量
因此ε= 和p= 揭示了光的粒子性和波动性之间的密切关系.
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h架起了粒子性与波动性的桥梁
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二、粒子的波动性及实验验证
德布罗意波 波粒二象性
1、德布罗意波(物质波)
De . Broglie 1923年发表了题为“波和粒子”的论文,提出了物质波的概念。
他认为,“整个世纪以来(指19世纪)在光学中比起波动的研究方法来,如果说是过于忽视了粒子的研究方法的话,那末在实物的理论中,是否发生了相反的错误呢?是不是我们把粒子的图象想得太多,而过分忽略了波的图象呢”
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一、德布罗意的物质波
德布罗意 (due de Broglie, 1892-1960)
德布罗意原来学****历史,后来改学理论物理学。他善于用历史的观点,用对比的方法分析问题。
1923年,德布罗意试图把粒子性和波动性统一起来。1924年,在博士论文《关于量子理论的研究》中提出德布罗意波,同时提出用电子在晶体上作衍射实验的想法。
爱因斯坦觉察到德布罗意物质波思想的重大意义,誉之为“揭开一幅大幕的一角”。
法国物理学家,1929年诺贝尔物理学奖获得者,波动力学的创始人,量子力学的奠基人之一。
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(1)实验探究思路 干涉 、衍射是波特有的现象,如果实物粒子具有波动性,则在一定条件下,也应该发生干涉或衍射现象.
(2)实验验证 1927年戴维孙和汤姆孙分别利用晶体做了 电子束 衍射实验,得到了 电子 的衍射图样,证实了 电子 的波动性.
2、物质波的实验验证
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(3)说明
①人们陆续证实了质子、中子以及原子、分子的 波动性 ,对于这些粒子,德布罗意给出的
v= 和λ= 关系同样正确.
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一切实物粒子都有波动性
  后来,大量实验都证实了:质子、中子和原子、分子等实物微观粒子都具有波