文档介绍：第二次课: 2学时
1 题目: § 德布罗意波实物粒子的二象性
§ 不确定关系
2 目的:
。
(波长、频率)与其粒子性的物理量(动量、能量)之间的关系。
一、引入课题:
二、讲授新课:
§ 德布罗意波实物粒子的二象性
自然界在许多方面都是明显对称的。既然光具有波粒二象性,那么实物粒子,如电子,是否也具有波粒二象性?
一、德布罗意假设
“量子理论的研究”的博士论文提交巴黎大学,获得评委会的高度评价和爱因斯坦的称赞:“揭开了自然界巨大帷幕的一角”
1 德布罗意假设:
实物粒子也具有波动性。
德布罗意关系:
实物粒子的能量 e 、动量 p跟和它相联系的波的频率 n 、波长 l 的关系,

上式称为德布罗意公式,
称为德布罗意波,或物质波。
和E = mc2是近代物理学中两个最重要的公式,前者通过 h (很小的量)把粒子性和波动性联系起来;后者通过 c (很大的量)把能量和质量联系来。
在表面上完全不同的物理量之间找到内在的联系,是物理学的一大成就。
量子化和波粒二象性是量子力学中最基本的两个概念,而同一个常数h在两个概念中都起着关键的作用,说明两概念间有深刻的内在联系。在任何表达式中,只要有 h出现,就然意味着此表达式具有量子力学的特征。
Broglie 荣获1929年Nobel Prize
二、电子衍射实验
---革末实验(1927年)
让电子束在晶体表面上散射,观察到了和X射线衍射类似的电子衍射现象。

G
Ni 片
(单晶)
抽真空
U
I

·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
q
电子束
Ni单晶
d

C
C
C
I
戴维逊---革末实验
低速电子在Ni单晶上的衍射实验中发现,当入射电子动能Ek = 54eV 时,在 q
=500的方向上散射电子束的强度最大,利用类似X射线在晶体表面衍射的分析,散射电子束极大的方向上应满足
已知镍Ni晶面上原子间距d = ° ,由上式计算出“电子波”的波长应为
利用德布罗意公式,算出“电子波”的波长为
这一结果与上面的结果符合得很好。
同年,汤姆逊(1927年)作了的电子束穿过多晶薄片的衍射实验。电子从灯丝逸出,经过加速电压为U的加速电场,再通过小孔成为一束很细的平行电子束。当电子束超过一个多晶薄片M,如图12-12,再射到照相底片