德布罗意波与测不准关系.ppt
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1、德布罗意的获奖论文 德布罗意的思路 必有实物波存在。” 光子伴有光波, 脉动好象光子, 频率即为脉动, 能量含有频率, 质量就是能量, “实物粒子有质量, 16-5 粒子的波动性 德布罗意(1892-1960) : 法国人,一战服 役六年,原来从事 历史研究,受其兄 影响,改学物理, 1924年获博士学位 ,1929年获诺贝尔 物理奖。1932年任 巴黎大学物理教授 ,1933年被选为法 国科学院院士。德布罗意 一、德布罗意波 德布罗意提出了物质波的假设: 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。 运动的实物粒子的能量E、动量p与它相关联的 波的频率 和波长之间满足如
2、下关系: 德布罗意关系式 粒 子 性 波 动 性 自由粒子速度较小时,质量不变 电子的德布罗意波长为 例如:电子经电势差 V 加速后 若 则 二、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。 G K 狭缝电 流 计 镍 集 电 器 U 电子束 单 晶 衍射最大值: 电子的波长: 5102015250 I 电流出现峰值 戴维孙革末实验中 C.J.戴维孙 通过实验发 现晶体对电 子的衍射作 用 1937诺贝尔物理学奖 若U150V,电子对应的德布罗意波长 : 例:子弹m=10-2 kg,速度V=5.0102m/s , 对应的德布罗意波长: 太小测不到! 电
3、子在电压U的加速下: 电子不仅在反射时有衍射现象,汤姆逊实验 证明了电子在穿过金属片后也象X 射线一样产生 衍射现象。 戴维逊和汤姆逊因验证 电子的波动性分享1937年 的物理学诺贝尔奖金。 电子的衍射实验证明了 德布罗意关系的正确性。 GP汤姆逊像 电子波长比可见光波长小10-310-5数量级 ,从而可大大提高电子显微镜的分辨率。 我国已制成80万倍的电子显微镜,分辨率为 1.44 , 能分辨大个分子。 三、应用: 电子显微镜: 光学显微镜示意图 电子显微镜示意图 透射电子显微镜(TEM) Transmission Electron Microscope 安工大电镜 1987年进口 25万$
4、 ( 现价10万$ ) 仪器简介 : 日立牌 H800透射电子显微 镜具有较高的分辨本领,能提供 材料及其细微的组织结构信息。 技术性能: 最高加速电压:200kv 分辨率:4. 5A 应用范围: 主要应用于金属等材料的微 观组织与结构分析。 扫描隧道显微镜的工作示意图 48个Fe原子形成“量子围栏” ,围栏中的电子形成驻波. 四、德布罗意波的统计解释(1926,玻恩) 在某处德布罗意波的强度是与粒子在该处 邻近出现的几率成正比,德布罗意波是几率波! 光波 波性:衍射图样亮处,光强大, 粒子性:衍射图样亮处,光强大,光子数多. 统计解释:亮处,光子到达的概率大。 电子波 衍射图样亮处,电子到达
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