15-3第15-5,15-6,15-7物质波及其统计诠释,波函数.ppt
《15-3第15-5,15-6,15-7物质波及其统计诠释,波函数.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《15-3第15-5,15-6,15-7物质波及其统计诠释,波函数.ppt(35页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、1,15-5 粒子的波动性,2,一.德布罗意波(物质波) 1.德布罗意假设,从自然界的对称性出发 认为:,3,与粒子相联系的波称为德布罗意波或物质波。,一个能量为E、动量为 p 的实物粒子,同时,他在论文中指出:,关系与光子一样:,它的波长、频率 和 E、p的,德布罗意关系,也具有波动性,,4,物质波的概念可以成功地解释原子中令人, 轨道角动量量子化,“揭开了自然界巨大帷幕的一角” “看来疯狂,可真是站得住脚呢”,稳定轨道,波长,论文获得了评委会高度评价。,困惑的轨道量子化条件。,爱因斯坦称:,5,U=150V 时, =0.1nm,经爱因斯坦的推荐,物质波理论受到了关注。,在论文答辩会上,佩林
2、问: “这种波怎样用实验来证实呢?” 德布罗意答道: “用电子在晶体上的衍射实验可以做到。”,电子的波长:,设加速电压为U (单位为伏特), X 射线波段,(电子v c),6,2.实验验证,电子通过金薄膜的衍射实验,戴维逊(Davisson)革末(Germer)实验(1927),电子在镍单晶上的衍射实验,汤姆逊(G.P.Thomson)实验(1928),戴维逊、汤姆逊共获1937年诺贝尔物理奖,7,8,1993年美国科学家移动铁原子,铁原子距离0.9纳米,“量子围栏” 48个铁原子排列在铜表面 证明电子的波动性,9,例:m = 0.01kg v = 300m/s 的子弹,h 太小了 使得宏观物
3、体的 波长小得难以测量; 宏观物体只表现出粒子性.,波粒二象性是普遍的结论 宏观粒子也具有波动性,m 大 0,或说 h 0,量子物理过渡到经典物理.,10,3. 对波粒二象性的理解,怎样理解微观粒子既是粒子又是波?,认为波是基本的, 把电子看做波包.,1)两种模糊认识,但 波包要扩散, 与电子是稳定的矛盾.,认为粒子是基本的, 波是大量电子相互作用形成的.,但 单电子双缝实验说明 单个电子也有干涉现象.,11,2)单电子双缝实验 现代实验技术可以做到一次一个电子通过缝,屏上出现的电子说明了电子的粒子性,12,随着电子数目的增多 在屏上逐渐形成了衍射图样,3000,20000,70000,说明
4、“一个电子”就具有的波动性,13,3)正确理解微观粒子的波粒二象性,14,微观粒子在某些条件下表现出粒子性,在另一些条件下表现出波动性.,两种性质虽寓于同一体中,却不能同时表现出来.,结论:,波粒二象性只是比喻, 电子就是电子本身!,15,美丽的少女?,丑陋的老太婆?,两种图象不会同时出现在你的视觉中。,16,二. 波函数的统计诠释,1.波函数 微观粒子的状态用波函数表达,物质波波函数写成,玻恩(M.Born)假设,注意:波函数本身并不是力学量, 但由波函数可得体系全部力学量的取值状况。,I大,光子出现概率大;,I小,光子出现概率小。,波动性:某处明亮,则某处光强大, 即 I 大。 粒子性:某
5、处明亮,则某处光子多, 即 N大。,光子数 N I E02,光子在某处出现的概率和该处光波振幅的平方成正比。,先回忆一下光的波粒二象性:,17,1)概率幅 物质波的波函数 是描述粒子在空间概率分布的“概率振幅”。,物质波不代表实在物理量的波动, 而是刻划粒子在空间概率分布的概率波。,2. 概率波,概率幅模的平方叫概率密度。,2)概率密度,18,代表 t 时刻 在 端点处单位体积中发现一个粒子的概率。,t 时刻在 端点附近dV内发现粒子的概率为:,玻恩获得1954年诺贝尔物理学奖。,19,以电子单缝衍射为例来分析。,电子通过狭缝时, x 方向位置不确定度,x 方向动量不确定度:,三.不确定关系,
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 15 物质 波及 统计 诠释 函数
链接地址:https://www.31doc.com/p-3459899.html