《高三物理不確定關(guān)系課件(第五節(jié))》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高三物理不確定關(guān)系課件(第五節(jié))（40頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),*,17-5.物質(zhì)波 不確定關(guān)系,回顧所學(xué):,1. 物質(zhì)波是一種什么波?,2. 什么是實(shí)物粒子的波粒二象性?,一. 物質(zhì)波,實(shí)物粒子的波粒二象性,光的干涉、衍射等現(xiàn)象證實(shí)了光的波動(dòng)性；熱輻射、光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)等現(xiàn)象又證實(shí)了光的粒子性。光具有波-粒二象性。,德布羅意波在光的二象性的啟發(fā)下，提出了與光的二象性完全對(duì)稱的設(shè)想，即實(shí)物粒子（如電子、質(zhì)子等）也具有波-粒二象性的假設(shè)。,德布羅意,不僅光具有波粒二象性，一切實(shí)物粒子(如電子、原子、分子等)也都具有波粒二象性; 具有確定動(dòng)量,P,和確定能量,E,的實(shí)物粒子

2、相當(dāng)于頻率為 和波長(zhǎng)為 的波, 二者之間的關(guān)系如同光子和光波的關(guān)系一樣, 滿足：,德布羅意假設(shè)：,這種和實(shí)物粒子相聯(lián)系的波,稱為,德布羅意波,或,物質(zhì)波,。,例：電子在電場(chǎng)里加速所獲得的能量,電子的德布羅意波長(zhǎng),德布羅意公式,X,射線范圍,玻爾氫原子量子化條件與駐波條件是等效的。,將德布羅意關(guān)系式,代入即得,玻爾理論中的角動(dòng)量量子化條件,電子束在晶體表面散射實(shí)驗(yàn)時(shí)，觀察到了和X射線在晶體表面衍射相類似的衍射現(xiàn)象，從而證實(shí)了電子具有波動(dòng)性。,K,D,U,M,鎳單晶,B,G,1) 戴維孫-革末實(shí)驗(yàn)（1927）,德布羅意假設(shè)的實(shí)驗(yàn)證明,電子衍射實(shí)驗(yàn),多晶 鋁 箔,電子的單縫、雙縫、三縫和四縫衍射實(shí)驗(yàn)

3、圖象,2)、湯姆遜（1927）,3)、約恩遜（1960）,單縫衍射,雙縫衍射,三縫衍射,四縫衍射,例 計(jì)算,m=0.01kg，V=300m/s,的子彈的德布羅意波長(zhǎng).,極其微小，宏觀物體的波長(zhǎng)小得實(shí)驗(yàn)難以測(cè)量,，,“宏觀物體只表現(xiàn)出粒子性”,因V1 時(shí) ,能級(jí)的相對(duì)間隔近似為,五.一維方勢(shì)壘 隧道效應(yīng),一維方勢(shì)阱如圖,粒子沿 方向運(yùn)動(dòng),當(dāng) 粒子可以通過勢(shì)壘。,當(dāng) ，實(shí)驗(yàn)證明粒子也能通過勢(shì)壘,這只有由量子力學(xué)得到解釋。,設(shè)三個(gè)區(qū)域的波函數(shù)分別為,在各區(qū)域薛定諤方程分別為,令,為實(shí)數(shù),解為：,三個(gè)區(qū)域中波函數(shù)的情況如圖所示：,隧道效應(yīng),在粒子總能量低于勢(shì)壘壁高的情況下,粒子有一定的概率穿透勢(shì)壘.

4、此現(xiàn)象稱為,隧道效應(yīng)。,貫穿勢(shì)壘的概率定義為在 處透射波的強(qiáng)度與入射波的強(qiáng)度之比：,貫穿概率與勢(shì)壘的寬度與高度有關(guān)。,掃描隧道顯微鏡(STM),原理：,利用電子的隧道效應(yīng)。,金屬樣品外表面有一層電子云，電子云的密度隨著與表面距離的增大呈指數(shù)形式衰減，將原子線度的極細(xì)的金屬探針靠近樣品，并在它們之間加上微小的電壓，其間就存在隧道電流，隧道電流對(duì)針尖與表面的距離及其敏感，如果控制隧道電流保持恒定，針尖的在垂直于樣品方向的變化，就反映出樣品表面情況。,48個(gè),F,e原子形成,“量子圍欄”，,圍欄中的電子形成駐波。,STM的橫向分辨率已達(dá) ，縱向分辨達(dá) ,STM的出現(xiàn)，使人類第一次能夠適時(shí)地觀察單個(gè)原子,在物質(zhì)表面上的排列狀態(tài)以及表面電子行為有關(guān)性質(zhì)。,