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 光的波粒二象性 粒子的波动性： 1、德布罗意何以想到实物粒子的波动性？ 普朗克能量子、爱因斯坦光子理论的成功；和大胆推广。 2、实物粒子也具有波动性。 每一个运动的粒子都与一个对应的波相联系，而且粒子的能量、动量与其对应的波之间有： 这种与实物粒子相联系的波 ----德布罗意波，也叫物质波。 类比+想象 物质波-----没有科学特征的狂想曲。 读罢德布罗意论文后，爱因斯坦却说：“瞧瞧吧，看似疯狂，的确也站得住脚！” 物质波的实验验证： 光的波动性：光的干涉、衍射。 粒子波动性：粒子的干涉、衍射。 物理学家Davisson,Thomson于1927做了电子衍射实验，得到了和光类似的衍射图样。 宏观物体的质量比微观粒子大得多，其动量很大，由 他们对应的德布罗意波的波长就很小。 一颗质量0.01kg的子弹，速度为300m/s。它的德布罗意波长为2.2x10-25nm，比宏观尺寸小的多，不可观到察衍射。 一电子经100v电压加速，德布罗意波长为0.12nm（接近x光的波长），可观察到衍射。 小结： 1、光的波粒二象性 2、粒子的波动性： 3、物质波的实验验证 作业：完成课后“问题与练习” 德布罗意波 波粒二象性 一、德布罗意的物质波 * 3、崭新的一页： 粒子的波动性 教学目标： 1、总结归纳光的本性------波粒二象性 2、知道德布罗意的------粒子的波动性 3、了解物质波的实验验证。 教学重点： 知道德布罗意的------粒子的波动性，学习科学家们的大胆类比的科学想象力。 1、光的认识： 从古代微粒说 托马斯、菲涅尔波动说； 从光电磁理论 爱因斯坦的光子理论。 2、光的本性是？？ 光既具有波动性又具有粒子性-----波粒二象性 动量能量是描述粒子的,频率和波长则是用来描述波的，但动量和能量的表达中具有描述波的量---频率和波长。 可见：光的粒子性和波动性不是孤立的，h架起了粒子性和波动性之间的桥梁。 从而证实了电子的波动性，他们为此获得了1937的诺贝尔物理学奖。1929年德布罗意获诺贝尔物理学奖（以学术论文获此殊荣）。 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，并都满足德布罗意关系。 　一颗子弹、一个足球有没有波动性呢？ 　　解： 质量 m = 0.01kg，速度 v = 300 m/s 的子弹的德布洛意波长为：　 　　　 =　 2.2x10-25nm 　 1、德布罗意波（物质波） 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。 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” 德布罗意 (due de Broglie, 1892-1960) 德布罗意原来学习历史，后来改学理论物理学。他善于用历史的观点，用对比的方法分析问题。 1923年，德布罗意试图把粒子性和波动性统一起来。1924年，在博士论文《关于量子理论的研究》中提出德布罗意波,同时提出用电子在晶体上作衍射实验的想法。 爱因斯坦觉察到德布罗意物质波思想的重大意义，誉之为“揭开一幅大幕的一角”。 法国物理学家，1929年诺贝尔物理学奖获得者，波动力学的创始人，量子力学的奠基人之一。 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： E=mc2=hv 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。 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