教科版高中物理选修3-5　第4章第4节实物粒子的波粒二象性(共30张PPT)

4.4 实物粒子的波粒二象性 高中物理·选修3-5·教科版 德布罗意波 波粒二象性 德布罗意：法国著名理论物理学家，1929年诺贝尔物理学奖获得者，波动力学的创始人，物质波理论的创立者，量子力学的奠基人之一。 他认为，“整个世纪以来（指19世纪）在光学中比起波动的研究方法来，如果说是过于忽视了粒子的研究方法的话，那么在实物的理论中，是否发生了相反的错误呢？是不是我们把粒子的图象想得太多，而过分忽略了波的图象呢” De . Broglie ：1923年发表了题为“波和粒子”的论文，提出了物质波的概念。 光(波)具有粒子性 一、德布罗意物质波假设 那么实物粒子也应具有波动性。 实物粒子具有波动性吗? L.V. de Broglie从自然界的对称性出发，认为： 既然光(波)具有粒子性 1924.11.29德布洛意把题为“量子理论的研究” 的博士论文提交巴黎大学。 实物粒子的波动性 与粒子相联系的波称为物质波 或德布罗意波， 他在论文中指出：一个能量为E、动量为 p 的实物粒子同时具有波动性，它的波长、频率 和 E、p的关系与光子一样： 德布罗意关系式 二、德布罗意波的波长  ─ 德布罗意波长 （de Broglie wavelength） 朗之万把德布洛意的文章寄给爱因斯坦， 爱因斯坦称赞说： “揭开了自然界巨大帷幕的一角” “瞧瞧吧，看来疯狂，可真是站得住脚呢” 论文获得了评委会的高度评价。 教材例题 1927年 G.P.汤姆逊（J.J.汤姆逊之子） 也独立完成了电子衍射实验。与 C.J.戴维森共获 1937 年诺贝尔物理学奖。 1. 电子衍射实验 电子束在穿过细晶体粉末或薄金属片后，也象X射线一样产生衍射现象。 此后，人们相继证实了原子、分子、中子等都具有波动性。 三、电子波动性的实验证实 屏 P 多晶薄膜 高压 栅极 阴极 2.一个一个电子依次入射双缝的衍射实验： 7个电子 100个电子 3000 20000 70000 光的波粒二象性 光子的能量 E=mc2=hv 光子的动量 一：光波具有粒子性 l = u = h m p 思考：能量E、动量p都是粒子的特征，实物粒子是否具有波的特征呢？ 二：粒子的波动性 德布罗意的假设： 实物粒子也具有波动性