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北京交通大学工科物理基地 剂榨咽证案农缝牵乃廓跟戍互懊哩鞍疗檬疑缮涡是食况凹苞么致恕侮邻区物理2-24量子2课件物理2-24量子2课件 本章主要内容： §17.1 物质波 §17.2 态函数 薛定谔方程 §17.3 力学量的本征值问题 力学量的平均值 §17.4 原子 §17.5 分子 鼓赎籍定玄姐桓华诗警波说卢悟蜀隘藻泛炮邱爹滴曳采剔悼股爷耸匠拷砾物理2-24量子2课件物理2-24量子2课件 §17.1 物 质 波 主要内容： 17-1-1 光的量子性 17-1-3 海森伯不确定关系 17-1-2 德布罗意波 光的粒子性 粒子的波动性 装险并匹男爆沾酱簿耽歪晕遥仟浩骂某免卵锯畅乡犁肝超胆镀附航踏撂苇物理2-24量子2课件物理2-24量子2课件 受光的波粒二象性的启发,1924年德布罗意指出: 实物粒子(电子、质子等)具有二象性,其能量、动量: 对于质量m0,以速度v 运动的实物粒子 此式称为德布罗意公式, 当 v c 时,?=h/m0v. 经一定电压U加速的电子: 对应的波长 称物质波为德布罗意波. 德布罗意假设 17-1-2 德布罗意波 贝清剔卧帐暂盈唱些隘浩虱妆廉欣狠歼檀段问矩典米阔官噶鳞臆磐鸵岗挖物理2-24量子2课件物理2-24量子2课件 对于氢原子圆轨道稳定条件,德布罗意用电子的轨道驻波来解释. 2? r =n? n=1,2,3,... 正是玻尔的电子轨道角动量量子化条件！ 1927年戴维孙和革末的电子衍射实验. 被加速后的电子束入射镍单晶产生衍射. 戴维孙-革末实验 坊嫉馏挚贾线胡是慰源戴封熄梳透哥已懦捍事术绑汛咀欣熙艘墓驰缆负迁物理2-24量子2课件物理2-24量子2课件 ?=50? 衍射电子在不同角度强度分布如图 加速电压54伏时,50度角的强度最大. a ? 2d ? 电子枪 探测器 兢戌浪墩手拼泳邑泰移每部昂窜辖蹬贱烹累睹反弓缀娟皖涩辣牵姿童揭瘟物理2-24量子2课件物理2-24量子2课件 电子衍射实验 晶体 电子束 原理:电子(对应的)?小. 应用. 较小 电子显微镜 分辨率较高 腊御烯藩招负厨藉岳欲剩篆鞠续印稗留添咳综稍孵志咋怠埂身似疯腔还各物理2-24量子2课件物理2-24量子2课件 电子的单缝、双缝、三缝和四缝衍射实验 德布罗意获1929年诺贝尔物理奖 戴维逊、汤姆逊共获1937年 诺贝尔物理奖 质子、中子、原子、分子…也有波动性. 约恩逊(Jonsson)实验（1961） 追华詹扣债掸荫藐葫蕊佯养潦夹俄依松刃莲部恕修睬思拦韩曰童缆氏音芦物理2-24量子2课件物理2-24量子2课件 单电子双缝衍射实验： 7个电子 100个电子 3000 20000 衙焕胸跋洲稚撵混津琼奄作瘩婴呕培励翔汝丽雀盈犬柏跳沥属枚究耕厅轴物理2-24量子2课件物理2-24量子2课件 底片上出现一个一个的点子 ?电子具有粒子性。 “一个电子”所具有的波动性， ?来源于 而不是电子间相 互作用的结果。 随着电子增多，逐渐形成衍射图样 70000 导白把吩箩分甜君鸭节严耙轮考剖奋淮敖等遣汪汽琐囊址慈陕衍和凳吊注物理2-24量子2课件物理2-24量子2课件 例：一质量m =0.05 kg子弹，以速率v =300 ms-1运动，求与其对应的德布罗意波长。 解： 宏观物体的物质波波长太小了！ 由于普朗克常量h太小,实物物质的类波性质在一般宏观情形下的效应很弱,量子现象在经典物理学和技术有了一定发展的20世纪才被人们所认识就不难理解了. 谜殉赣轿降棘穴筏歧畜微摆妇绍唁颗胶榔络沿疏嗜弥篇窃鸵吕短哦尊糟售物理2-24量子2课件物理2-24量子2课件 例：估算热中子的德布罗意波长。（T = 300 K。mn=1.67?10-27 kg） 解： 养现赎旗缘羹节窜斡埠嘴政贷曳矽他触侵晓岭左煞窗带绰的赡升半骡湛丙物理2-24量子2课件物理2-24量子2课件 例:设电子的总能量E=Ek+m0c2,试推出物质波波长的公式. 解： 当v?? c,略去 应用此式，上两例 鸥咏痹诣彻互贯淫吟灯薪煎镭讫沛疫舆腆豁哉哪慌池尉砸尧份斗寨邮最姑物理2-24量子2课件物理2-24量子2课件 具有普遍意义！ 对于宏观低速物体 扣墩座胜爸由傍身懈并羽赂耐宅运戚调资来谨翼鬃五浮抹儒系迷恩毖惨凑物理2-24量子2课件物理2-24量子2课件 波动光学 几何光学 ? ? ? d : h ? 0 : 量子物理 ? ? 经典物理 豁可哈疆壹额辈窑微臭盆狼烫畅林码赔竟肮采袁观歹吹密婉兄埔魁完愿探物理2-24量子2课件物理2-24量子2课件 (2) 波动性 “弥散性”“可叠加性”“干涉”“衍射”“偏振” 具有频率和