德布罗意与物质波理论.doc
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1、德布罗意与物质波理论德布罗意开始研究物理学时,适逢现代物理学发生深刻革命的时期1900年,普朗克研究黑体辐射时假定谐振子取分立的能量,提出量子的概念,由此出发,他推导出能够描述黑体辐射规律的普朗克黑体辐射公式但是,人们并没有认识能量子的重要性,只把能量子看作仅仅是在支配物质和辐射相互作用过程中是合适的,频率为V的物质振子仅仅以hV的倍数发射或吸收能量直到1905年,量子概念才发生了重要发展1905年,爱因斯坦发表了题为关于光的产生和转化的一个启发性观点的论文,文中通过对黑体辐射的研究和论证,得到并提出了光量子的概念,并用它成功地解释了光电效应这一工作的意义之一在于,光量子的概念是在分析和研究黑
2、体辐射基础上得到的,表明量子概念具有比较普遍的意义爱因斯坦认为:密度小的单色辐射,从其热现象方面的行为看,仿佛是由一些独立的能量所组成本世纪初期,人们通过对X射线的研究认识到,X射线具有时而象波、时而象粒子的奇特性质1913年,玻尔提出原子中的电子运动的量子化条件,原子中的电子只有可能进行某些运动,成功地解释了氢原子光谱玻尔的量子化条件没有理论基础,是人为规定的19191922年,法国物理学家布里渊提出了一个解释玻尔基于化条件的理论布里渊把电子和波作为一个整体进行研究,设想在原子核周围存在着一层以太,电子在其中运动掀起波,这些波相互干涉在原子核周围形成驻波这些研究成果,尤其是布里渊的理论对德布
3、罗意提出物质被思想产生巨大影响德布罗意重新开始研究理论物理,物理学面临着的主要困难是:对于光需要有微粒说和波动说两种理论;确定原子中电子的稳定运动涉及到整数,这些都是当时人们无法理解的事实德布罗意首先考察光量子理论和玻尔的量子化条件确定光微粒能量的表达式是Whv,这个公式中包含着频率v,而纯粹的粒子理论不包含频率的因素;确定原子中电子的稳定运动涉及到整数,而物理学中涉及到整数的只是干涉现象和本征振动现象这些结果使德布罗意想到,对于光需要同时引进粒子的概念和周期的概念;对于电子不能简单地用微粒来描述电子本身,还必须赋予它们周期的概念于是,德布罗意形成了指导他进行研究的全部概念:在所有情况下,都必
4、须假设微粒伴随着波而存在,他的首要目的就是建立微粒的运动和缔合波的传播之间的对应关系1923年夏末,德布罗意已开始形成他的相波(后来他称为相位波)概念,9月10日,他发表了关于物质波理论的第一篇论文波和量子,文中提出的思想可以被看作是波动力学理论的开端两个星期后,德布罗意又发表了光量子、衍射和干涉的论文,明确提出相干波的概念文中明确指出:要描述一个动点的运动,观察者必须将这一运动与一个非物质的、在同一方向上传播的正弦波联系起来在观察者看来,这一波的频率等于上述动点的总能量除以普朗克常量h同年10月8日,德布罗意发表关于物质波理论的第三篇论文量子、气体运动理论以及费马原理文中阐述了波与粒子的对应
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- 德布罗意 物质 理论
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