文档介绍：实物粒子====的
波粒二象性
电子波动性的理论研究
1929诺贝尔物理学奖
§19-6 德布罗意波——实物粒子的波粒二象性
一、德布罗意(Louis de Broglie)波
在光的波粒二象性启发下,青年物理学家德布罗意
于1924年提出了物质波的假设。他认为:“任何运动的粒子皆伴随着一个波,粒子的运动和波的传播不能相互分离。”
他预言:运动的实物粒子的能量、动量、与它相关联的波的频率和波长之间满足如下关系:
独创性
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静质量为的
德布罗意关系式
与实物粒子相联系的波称为德布罗意波或物质波,
称为德布罗意波长。
非相对论粒子
相对论粒子
速率
动量
可与比较
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在速度较小的情况下:
电子经加速电势差 U 加速后,其速度由下式决定:
代入德布罗意公式得到电子的德布罗意波波长为:
将
等代入得到:
如
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★物质波的波函数
一个沿x轴正向运动,能量为E,动量为P的自由粒子对
应于沿x轴正向传播的单色平面物质波,其波函数为:
利用尤拉公式:
其中:
为虚数单位。
可将波函数写成复数形式:
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通过实验发现晶体对电子的衍射作用
1937诺贝尔物理学奖
G
φ
φ
K
狭缝
电
流
计
镍
集
电
器
U
电子射线
单
晶
二、电子衍射实验(物质波的实验验证)
1927年戴维孙()和革末
()用加速后的电子投射到晶体上进行电子衍射实验。
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根据衍射理论,衍射最大值:
电子的波长:
所以衍射电子束强度达最大值时所满足的方程:
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两者波长值很接近,说明德布罗意的假说是正确的。
U =54V
晶格常数
10
-11
d
=
+
m
φ=
o
50
戴维孙—革末实验中安排:
利用布拉格公式:
根据德布罗意假说,由加速电势差算得的波长为:
得到波长为:
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