第十五章 量子物理 15-6 德布罗意波 实物粒子的二象性 物理学 第五版 1 光电效应 光子 爱因斯坦方程 1 “ 光量子 ” 假设 光可看成是由光子组成的粒子流，单个光 子的能量为. 2 爱因斯坦光电效应方程 逸出功与 材料有关.

Presentation on theme: "第十五章 量子物理 15-6 德布罗意波 实物粒子的二象性 物理学 第五版 1 光电效应 光子 爱因斯坦方程 1 “ 光量子 ” 假设 光可看成是由光子组成的粒子流，单个光 子的能量为. 2 爱因斯坦光电效应方程 逸出功与 材料有关."— Presentation transcript:

1 第十五章 量子物理 15-6 德布罗意波 实物粒子的二象性 物理学 第五版 1 光电效应 光子 爱因斯坦方程 1 “ 光量子 ” 假设 光可看成是由光子组成的粒子流，单个光 子的能量为. 2 爱因斯坦光电效应方程 逸出功与 材料有关

2 第十五章 量子物理 15-6 德布罗意波 实物粒子的二象性 物理学 第五版 2 光的波粒二象性 相对论能量和动量关系 （ 2 ）粒子性： （光电效应等） （ 1 ）波动性：光的干涉和衍射 光子

3 第十五章 量子物理 15-6 德布罗意波 实物粒子的二象性 物理学 第五版 3 描述光的 粒子性 描述光的 波动性 光子

4 第十五章 量子物理 15-6 德布罗意波 实物粒子的二象性 物理学 第五版 4 光的波粒二象性 粒子性 波动性 （具有能量） （具有频率） （具有动量） （具有波长） h

5 第十五章 量子物理 15-6 德布罗意波 实物粒子的二象性 物理学 第五版 5 一 德布罗意假设 ( 1924 年 ) “ 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 图像想得太多，而过分地忽略了波的图像 呢？ ”

6 第十五章 量子物理 15-6 德布罗意波 实物粒子的二象性 物理学 第五版 6 法国物理学家，原来学习历史. 1924 年在他的博士论文《关于 量子理论的研究》中提出把粒 子性和波动 性统一起来. 为量子力学 的建立提供 了物理基础. 德布罗意（ 1892 — 1987 ）

7 第十五章 量子物理 15-6 德布罗意波 实物粒子的二象性 物理学 第五版 7 光的波粒二象性 粒子性 波动性 （具有能量） （具有频率） （具有动量） （具有波长） h

8 第十五章 量子物理 15-6 德布罗意波 实物粒子的二象性 物理学 第五版 8 思想方法 德布罗意把对光的波粒二 象性的描述，应用到实物粒子上，采用类 比的方法提出物质波的假设. 德布罗意假设：实物粒子具有波粒二象性。 粒子性 波动性

9 第十五章 量子物理 15-6 德布罗意波 实物粒子的二象性 物理学 第五版 9 德布罗意公式 这种波称为德布罗意波或物质波 注 意注 意 ( 1 ) 若 则 若 则

10 第十五章 量子物理 15-6 德布罗意波 实物粒子的二象性 物理学 第五版 10 ( 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. 例 1 一束电子中，电子的动能 ， 求此电子的德布罗意波长. 解

11 第十五章 量子物理 15-6 德布罗意波 实物粒子的二象性 物理学 第五版 11 此波长的数量级与 X 射线波长的数量级相当.

12 第十五章 量子物理 15-6 德布罗意波 实物粒子的二象性 物理学 第五版 12 电子束穿过多晶铝箔的衍射现象 K 1 G. P. 汤姆孙电子衍射实验 ( 1927 年 ) 二 德布罗意波的实验证明

13 第十五章 量子物理 15-6 德布罗意波 实物粒子的二象性 物理学 第五版 13 2 戴维孙 - 革末电子衍射实验（ 1927 年） 35 54 75 当散射角 时 电流与加速电压曲线 检测器 电子束 散射线散射线 电子被镍晶体衍射实验 M K 电子枪

14 第十五章 量子物理 15-6 德布罗意波 实物粒子的二象性 物理学 第五版 14 电子束在单晶晶体上反射的实验结果符合 X 射线衍射中的布拉格公式. 相邻晶面电子束反射射线干涉加强条件 :....

15 第十五章 量子物理 15-6 德布罗意波 实物粒子的二象性 物理学 第五版 15 镍晶体 电子波的波长

16 第十五章 量子物理 15-6 德布罗意波 实物粒子的二象性 物理学 第五版 16 当 时， 与实验结 果相近.

17 第十五章 量子物理 15-6 德布罗意波 实物粒子的二象性 物理学 第五版 17 三 应用举例 1932 年鲁斯卡成功研制了电子显微镜 ; 1981 年宾尼希和罗雷尔制成了扫描隧穿 显微镜.

18 第十五章 量子物理 15-6 德布罗意波 实物粒子的二象性 物理学 第五版 18 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 物理量的空间分布作周期性 的变化，波具有相干叠加性. 波粒二象性 要求将波和粒子两种对立 的属性统一到同一物体上. 四 德布罗意波的统计解释

19 第十五章 量子物理 15-6 德布罗意波 实物粒子的二象性 物理学 第五版 19 单个粒子在何处出现具有偶然性 ; 大量 粒子在某处出现的多少具有规律性. 粒子在 各处出现的概率不同. 1 从粒子性方面解释 电子束 狭缝 电子的单缝衍射

20 第十五章 量子物理 15-6 德布罗意波 实物粒子的二象性 物理学 第五版 20 电子密集处，波的强度大；电子稀疏 处，波的强度小. 2 从波动性方面解释 电子束 狭缝 电子的单缝衍射

21 第十五章 量子物理 15-6 德布罗意波 实物粒子的二象性 物理学 第五版 21 在某处德布罗意波的强度与粒子在该处 附近出现的概率成正比. 3 结论 ( 统计解释 ) 1926 年玻恩提出，德布罗意波为概率波.