《量子3-德布羅意波函數(shù)統(tǒng)計(jì).ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《量子3-德布羅意波函數(shù)統(tǒng)計(jì).ppt（34頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

5德布羅意波波粒二象性一 德布羅意波二 電子衍射實(shí)驗(yàn) 6波函數(shù)統(tǒng)計(jì)解釋不確定性關(guān)系一 實(shí)物粒子波粒二象性的理解二 波函數(shù)統(tǒng)計(jì)解釋三 不確定性關(guān)系四 微觀粒子與經(jīng)典粒子的比較作業(yè) p421 21 1 24 光 波 粒子實(shí)物 粒子 波 5德布羅意波波粒二象性 光 波粒二象性 波動性 粒子性統(tǒng)一 1924年 德布羅意實(shí)物粒子 電子 質(zhì)子等 波 粒二象性 一 德布羅意假設(shè) 德布羅意波物質(zhì)波 實(shí)物粒子 質(zhì)量為m 能量E 動量P波長 頻率 德布羅意公式 x軸正向自由粒子 質(zhì)量m 能量E 動量P單色平面物質(zhì)波 波函數(shù) v c 電子 經(jīng)電場U加速后 速度為v v c X射線散射 0 01nm 10nm 二 電子衍射實(shí)驗(yàn) 1927年 戴維遜和革末 干涉 衍射 偏振X射線衍射晶格光柵 實(shí)驗(yàn)裝置 加速電壓 54V出射方向 50 很強(qiáng)的電子流 改變加速電壓旋轉(zhuǎn) 2 理論解釋 布拉格方程 加速電壓 54V出射方向 50 很強(qiáng)的電子流 3 其它的實(shí)驗(yàn) 湯姆遜 電子束穿過多晶波膜的衍射實(shí)驗(yàn) 1961年 約恩遜 電子雙縫干涉實(shí)驗(yàn) 質(zhì)子 中子 衍射現(xiàn)象中子衍射技術(shù)研究固體微觀結(jié)構(gòu)的最有效的方法之一 電子顯微鏡 與物質(zhì)的作用 經(jīng)典粒子 經(jīng)典波傳播 經(jīng)典波 經(jīng)典粒子經(jīng)典波傳播的不是物質(zhì) 是運(yùn)動形式 是位相 是能量經(jīng)典波傳播條件 振源 媒質(zhì) 彈性 粒子波 粒子流 傳播的就是物質(zhì)粒子波的傳播 不需要媒質(zhì)粒子波 最直觀的圖像動量守恒 能量守恒有一種設(shè)想 多個(gè)粒子之間相互作用但是 就是讓電子一個(gè)個(gè)通過衍射孔 也會產(chǎn)生一樣的衍射圖像 單孔衍射不同于多孔衍射 孤子 非線性 彌散 色散 壓擠 碰撞 實(shí)物粒子的不可入性 人類最不能容忍的 解釋不通 一 實(shí)物粒子波粒二象性的理解 3波函數(shù)不確定性關(guān)系 粒子性 能量 動量波動性 波長 頻率 顆粒性 原子性 有一定的位置和確定的運(yùn)動軌道疊加性 實(shí)在的物理量在空間波動 連續(xù)波與電子波interferenceofindividualphotons2 avi 光波 物質(zhì)波的強(qiáng)度分布 大量粒子的統(tǒng)計(jì)規(guī)律 物質(zhì)波在空間某處的強(qiáng)度 正比于 該處出現(xiàn)的粒子數(shù)目物質(zhì)波強(qiáng)度 單個(gè)粒子在該處出現(xiàn)的概率 1926年 玻恩 平面單色物質(zhì)波 二 波函數(shù)的統(tǒng)計(jì)解釋 1 玻恩假定 x y z位置 t時(shí)刻 dxdydz范圍粒子出現(xiàn)的概率 概率密度 非實(shí)在的物理振動 概率波 粒子出現(xiàn)的概率微觀粒子 軌道 沒有意義 歸一化條件 2 自由粒子平面波波函數(shù) 推廣到三維 2 分波前法 獲得相干光 楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn) 雙縫距離很小 現(xiàn)象 楊氏雙縫 概率 不確定性粒子的位置是不確定的若粒子出現(xiàn)的范圍 一維 x三維 x y z則粒子的位置不確定度為 一維 x三維 x y z 動量 單色平面波動量唯一確定單色波 理想波長 一定范圍 動量 一定范圍 P動量的不確定度 P 位置不確定度動量不確定度 1927年 海森伯 測不準(zhǔn)關(guān)系 三 不確定性關(guān)系 坐標(biāo) 動量間的不確定性關(guān)系 或測不準(zhǔn)關(guān)系 單縫衍射 單色平面波 第一級極小 四 微觀粒子與經(jīng)典粒子的比較 原則上 微觀粒子運(yùn)動 沒有軌道 微觀粒子 不可能靜止確定的位置 動量 粒子處于某一運(yùn)動狀態(tài)的時(shí)間 具有的能量 坐標(biāo)的不確定度 應(yīng)與原子的尺度數(shù)量級相同 r與 x的數(shù)量級相近 求原子中的電子速率的不確定度的數(shù)量級 解 v與 v的數(shù)量級相近 此時(shí) 速率v的概念已無實(shí)際意義 顯像管中電子加速電壓為9kV 電子槍孔的直徑為0 1mm 求 出射電子橫向速度分量的不確定度 vx 忽略粒子的波動性 視為經(jīng)典粒子 由 激光的波列長度的數(shù)量級 某個(gè)氦氖激光器發(fā)出的光譜線的波長寬度為 中心波長為 632 8nm 求波列長度的數(shù)量級 波列長度 某可見光波長為500nm 若電子的德布羅依波長為該值時(shí) 其非相對論動能為 D B C A 如圖 一束動量為P的電子 通過寬為a的狹縫 在距狹縫R處放置一熒光屏 屏上衍射圖樣中央最大寬度d等于 A 2a2 R B 2ha p C 2ha RP D 2Rh aP 已知光子的波長 300nm 測量此波長的不確定量 3 0 10 4nm 則該光子的位置不確定量為 D 0 24m C 0 024m B 30nm A 300nm E 0 3m 設(shè)氫原子的動能等于氫原子處于溫度為T的熱平衡狀態(tài)時(shí)的平均平動動能 氫原子的質(zhì)量為m 此氫原子的德布羅意波長為 D B C A 若氫原子的運(yùn)動速率等于它在300K時(shí)的方均根速率 試求其波長 另有一個(gè)質(zhì)量m 1 00g 速率v 1 00cm s 1的小球 其波長又為多少 k 1 38 10 23J K 1氫原子質(zhì)量mH 1 67 10 27kg 傳播方向 光矢量振動方向 偏振 光矢量 電矢量 振動方向偏振面 傳播方向與光矢量 電矢量 構(gòu)成的平面 13光的偏振現(xiàn)象 一 什么是光的偏振 偏振方向 馬呂斯定律 自然光 線偏光 馬呂斯定律 1809 橢圓偏振光 圓偏振光 光矢量端點(diǎn)軌跡是一個(gè)橢圓 橢圓偏振光光矢量端點(diǎn)軌跡是一個(gè)圓 圓偏振光