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德布罗意波 波粒二象性 光的波粒二象性 * 粒子的波动性 1、德布罗意波（物质波） 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，那末在实物的理论中，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。 光子的能量 E=mc2=hv 光子的动量 l = u = h m p 一：光波具有粒子性 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 这种和实物粒子相联系的波称为德布罗意波(物质波或概率波),其波长?称为德布罗意波长。 能量为E、动量为p的粒子与频率为v、波长为?的波相联系，并遵从以下关系： 一切实物粒子都有波动性 　　后来，大量实验都证实了：质子、中子和原子、分子等实物微观粒子都具有波动性，并都满足德布洛意关系。 　一颗子弹、一个足球有没有波动性呢？ 　　： 质量 m = 0.01kg，速度 v = 300 m/s 的子弹的德布洛意波长为　　　　　　 计算结果表明，子弹的波长小到实验难以测量的程度。所以，宏观物体只表现出粒子性。 由光的波粒二象性的思想推广到微观粒子和任何运动着的物体上去，得出物质波（德布罗意波）的概念：任何一个运动着的物体都有一种波与它对应，该波的波长λ= 。 【例1】试估算一个中学生在跑百米时的德布罗意波的波长。 解：估计一个中学生的质量m≈50kg ，百米跑时速度v≈7m/s ，则 由计算结果看出，宏观物体的物质波波长非常小，所以很难表现出其波动性。 一个质量为m的实物粒子以速率 V运动时，即具有以能量E和动量P所描述的粒子性，同时也具有以频率ν和波长λ所描述的波动性。 德布罗意 关系 例如：如速度v=5.0?102m/s飞行的子弹，质量为m=10-2Kg，对应的德布罗意波长为： 又如：电子m=9.1?10-31Kg，速度v=5.0?107m/s, 对应的德布罗意波长为： 太小测不到！ X射线波段 德布罗意的假设符合实际吗？ 2、戴维逊－革末实验 1927年，Davisson和Germer 进行了电子衍射实验。 （该实验荣获1937年Nobel 物理学奖） 戴维逊--革末实验 电子衍射实验 电子束垂直入射到镍单晶的水平面上，在 θ=50° 散射方向上探测到一个强度极大。 （可用晶体对X射线的衍射方法来分析） L.V.德布罗意 电子波动性的理论研究 1929诺贝尔物理学奖 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