《量子3-德布羅意波函數(shù)統(tǒng)計(jì).ppt》由會(huì)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(yè)珍藏版）》請(qǐng)?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(dòng)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(dòng)量P波長(zhǎng) 頻率 德布羅意公式 x軸正向自由粒子 質(zhì)量m 能量E 動(dòng)量P單色平面物質(zhì)波 波函數(shù) v c 電子 經(jīng)電場(chǎng)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(guò)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(dòng)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(dòng)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(guò)衍射孔 也會(huì)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(dòng)量波動(dòng)性 波長(zhǎng) 頻率 顆粒性 原子性 有一定的位置和確定的運(yùn)動(dòng)軌道疊加性 實(shí)在的物理量在空間波動(dòng) 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(dòng) 概率波 粒子出現(xiàn)的概率微觀粒子 軌道 沒(méi)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(dòng)量 單色平面波動(dòng)量唯一確定單色波 理想波長(zhǎng) 一定范圍 動(dòng)量 一定范圍 P動(dòng)量的不確定度 P 位置不確定度動(dòng)量不確定度 1927年 海森伯 測(cè)不準(zhǔn)關(guān)系 三 不確定性關(guān)系 坐標(biāo) 動(dòng)量間的不確定性關(guān)系 或測(cè)不準(zhǔn)關(guān)系 單縫衍射 單色平面波 第一級(jí)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(dòng) 沒(méi)有軌道 微觀粒子 不可能靜止確定的位置 動(dòng)量 粒子處于某一運(yùn)動(dòng)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(jí)相同 r與 x的數(shù)量級(jí)相近 求原子中的電子速率的不確定度的數(shù)量級(jí) 解 v與 v的數(shù)量級(jí)相近 此時(shí) 速率v的概念已無(wú)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(dòng)性 視為經(jīng)典粒子 由 激光的波列長(zhǎng)度的數(shù)量級(jí) 某個(gè)氦氖激光器發(fā)出的光譜線的波長(zhǎng)寬度為 中心波長(zhǎng)為 632 8nm 求波列長(zhǎng)度的數(shù)量級(jí) 波列長(zhǎng)度 某可見(jiàn)光波長(zhǎng)為500nm 若電子的德布羅依波長(zhǎng)為該值時(shí) 其非相對(duì)論動(dòng)能為 D B C A 如圖 一束動(dòng)量為P的電子 通過(guò)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(zhǎng) 300nm 測(cè)量此波長(zhǎng)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(dòng)能等于氫原子處于溫度為T(mén)的熱平衡狀態(tài)時(shí)的平均平動(dòng)動(dòng)能 氫原子的質(zhì)量為m 此氫原子的德布羅意波長(zhǎng)為 D B C A 若氫原子的運(yùn)動(dòng)速率等于它在300K時(shí)的方均根速率 試求其波長(zhǎng) 另有一個(gè)質(zhì)量m 1 00g 速率v 1 00cm s 1的小球 其波長(zhǎng)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(dòng)方向 偏振 光矢量 電矢量 振動(dòng)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