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四，物质粒子的双重属性 和量子力学的建立 德布罗意 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。 第三十一页，共六十六页，2022年，8月28日 　　德布罗意之前，人们对自然界的认识，只局限于两种基本的物质类型： 实物和场。 第三十二页，共六十六页，2022年，8月28日 E = h v 德布罗意的获奖论文 德布罗意的观点: 　　既然光具有波粒二象性，那么实物粒子如电子、质子等也应该具有波动性和粒子性。 第三十三页，共六十六页，2022年，8月28日 p 德布罗意关系 第三十四页，共六十六页，2022年，8月28日 第三十五页，共六十六页，2022年，8月28日 第三十六页，共六十六页，2022年，8月28日 实验验证: X 射线照在晶体上可以产生衍射，电子打在晶体上也能观察电子衍射。 1923年，德布罗意又提出了作电子衍射实验的设想。 1924年，又提出用电子在晶体上作衍射实验的想法。 1927年，戴维孙和革末用实验证实了电子具有波动性，不久，G.P.汤姆孙与戴维孙完成了电子在晶体上的衍射实验。 第三十七页，共六十六页，2022年，8月28日 戴维孙-革末实验示意图 镍单晶 电子枪 入射束 散射束 电子探测器 戴维森像 第三十八页，共六十六页，2022年，8月28日 1927年 G.P.汤姆逊（J.J.汤姆逊之子） 也独立完成了电子衍射实验。与 C.J.戴维森共获 1937 年诺贝尔物理学奖。 屏 P 多晶薄膜 高压 栅极 阴极 G·P·汤姆逊像 X射线衍射的图样 第三十九页，共六十六页，2022年，8月28日 电子的单缝、双缝、三 缝和四缝衍射实验。 （约恩逊1961) 自然界中的一切微观粒子，不论它们的静止质量是否为零，都具有波粒二象性。 30年代以后，实验发现， 中子、质子、中性原子都具有衍射现象。 第四十页，共六十六页，2022年，8月28日 波动方程 薛定谔像 薛定谔（Erwin Schr?dinger, 1887--1961）奥地利物著名的理论物理学家，量子力学的重要奠基人之一，同时在固体的比热、统计热力学、原子光谱及镭的放射性等方面的研究都有很大成就。　　 第四十一页，共六十六页，2022年，8月28日 薛定谔的波动力学，是在德布罗意提出的物质波的基础上建立起来的。他把物质波表示成数学形式，建立了称为薛定谔方程的量子力学波动方程。薛定谔方程在量子力学中占有极其重要的地位，它与经典力学中的牛顿运动定律的价值相似。 薛定谔对原子理论的发展贡献卓著，因而于1933年同英国物理学家狄拉克共获诺贝尔物理奖金。 第四十二页，共六十六页，2022年，8月28日 质量为m 的粒子在势能为 的外力场中运动，含时薛定谔方程为： 定态薛定谔方程 第四十三页，共六十六页，2022年，8月28日 物质波的统计解释 物质波振幅的平方与粒子在该处邻近出现的概率成正比。 粒子观点 电子密处，概率大。 电子疏处，概率小。 波动观点 电子密处，波强大。 电子疏处，波强小。 电子出现的概率反映该处的波强。 波强 振幅A2 粒子密度 概率 机械波是机械振动在空间传播，德波是对微观粒子运动的统计。 第四十四页，共六十六页，2022年，8月28日 氢原子五次瞬间照像 若干张氢原子瞬间照片叠印 第四十五页，共六十六页，2022年，8月28日 　氢原子的电子云图　　 氢原子电子云界面图 电子在这个界面内出现的几率很大（95%以上），而在界面外出现的几率很小（5%以下）。 第四十六页，共六十六页，2022年，8月28日 海森堡像 矩阵力学的创立 海森伯（W.K.Heisenberg，1901--1976）德国理论物理学家。他在1925年为量子力学的创立作出了最早的贡献，于26岁时提出的不确定关系和物质波的概率解释，奠定了量子力学的基础。为此，他于1932年获诺贝尔物理学奖。 第四十七页，共六十六页，2022年，8月28日 第一页，共六十六页，2022年，8月28日 神奇的空间隧道?一个测不准的世界?一个不可知的世界? 第二页，共六十六页，2022年，8月28日 任何物体在任何温度下都要发射各种波长的电磁波，这种由于物质中的分子、原子受到热激发而发射电磁波的现象为热辐射。 一，黑体辐射的紫外灾难 什么是热辐射(自发辐射） 1　两个概念 第三页，共六十六页，2022年，8月28日 固体在温度升高时颜色的变化 1400 K 800 K 1000 K 1200 K 物体辐射总能量及能量按波长分布都决定于温度。 维恩定