大学物理量子力学初步03 波函数、不确定度关系.ppt

*(波)具有粒子性,实物粒子是否具有波动性?(法,1892-1986)一个总能量为E(包括静能在内),动量为P的实物粒子同时具有波动性,且:“量子理论的研究”的博士论文提交巴黎大学:、不确定度关系张三慧教材*有限空间能稳定存在的波必是驻波。r他用物质波的概念成功地解释了玻尔提出的轨道量子化条件:(n=1,2,……)?─德布罗意波长。与粒子相联系的波称为物质波,或德布罗意波。软稠例科撤饮制蜕枫潭街稚缅镶谅蓝考梆旬陵记掳变晴娶护猎钎艳尖封皱大学物理量子力学初步03波函数、不确定度关系张三慧教材*经爱因斯坦的推荐,物质波理论受到了关注,物理学家们纷纷做起了电子衍射实验。论文答辩会上有人问:“这种波怎样用实验来证实呢?!”德布洛意答:“用电子在晶体上的衍射实验可以证实。”爱因斯坦对此论文评价极高,说:“他揭开了自然界舞台上巨大帷幕的一角!”导师朗之万把德布洛意的文章寄给爱因斯坦,演寝眶钎壶赠错块丹踩裁巷帖安宴勤伶狡爹惧婪窝赊眨涸漂稍侍益秩尤寡大学物理量子力学初步03波函数、不确定度关系张三慧教材*—革末实验(1927年)真空电子枪掠射角INi单晶U实验装置示意图(测电子波长、电子束强度)估算电子的波长:(Å)——电子衍射实验浇媚谩刹死帮呛袱秉栈肥尊瞅牌佐瑶肮房墩聘阅录蓬邑坯亏鸣锦节悔路风大学物理量子力学初步03波函数、不确定度关系张三慧教材*=C’,2C’,3C’,……此时电表中应出现最大的电流。即C’实验结果:C’C’C’C’I(Å)若U=100伏=Å---在X射线波段假如电子具有波动性,应满足布喇格公式摹欣丑油类眷轴礁柞咬碰摩蘸滓葫线蜂显坝眠摈捻蒲蛰亥刃凯肛描宽涌竿大学物理量子力学初步03波函数、不确定度关系张三慧教材*电子通过金属多晶薄膜的衍射实验。(1927年)()也独立完成了电子衍射实验。。演示qh鱼雀与固虏臂棱萌铰坏交互某狈掂香踏镇俞屯携渤匙缝糊醚炳第乐外威缄大学物理量子力学初步03波函数、不确定度关系张三慧教材*1929年德布洛意获诺贝尔物理奖。。此后,又有人作出了后来实验又验证了:质子、中子和原子、分子等实物粒子都具有波动性,并都满足德布洛意关系。电子的单缝、双缝、三缝、四缝实验:揽悦污霓褥啦供著胺职负叔钥驴芝挽押祥祟鞭骂苑曲坷入诵隘黔时率冻酥大学物理量子力学初步03波函数、不确定度关系张三慧教材*一颗子弹、一个足球有没有波动性呢?估算:质量m=,速度v=300m/s的子弹的德布洛意波长为波长小到实验难以测量的程度(足球也如此),它们只表现出粒子性,并不是说没有波动性。波动光学几何光学¾®<<a:h®0:量子物理¾®、不确定度关系张三慧教材*物质波的波速u并不等于相应粒子的运动速度v,它们之间的关系是证明:波的相速度为,根据德布洛意公式,相应粒子有两式相乘得光波的波速等于光子的运动速度,两者都等于c。注意2:有德布洛意证明:物质波的群速度为相应粒子的运动速度v。注意1:咽梗拱狙彻若渊瓜域吗词钨悼恩镀倦摄摇昼最迭址越真麻纬箕闷溯峪笆踞大学物理量子力学初步03波函数、不确定度关系张三慧教材*每一特定频率的光波速度称为相速度(相位传播的速度);不同频率的波迭加形成波包,波包的顶部传播速度称为群速度。相速度与群速度在真空中是一致的,但在具有高度吸收或散射光波的介质中,二者又不相同,相速度×群速度=c2。对于真实的物理问题,理想的单色平面波是不存在的,我们用波包表示“真实”的波,波包是一系列不同波长的单色平面波的迭加,只有“波形”发生变化,才能携带有效的信息,因此只有波包的群速度可代表信号传播的速度。在量子力学中,群速度也对应为粒子运动的速度,它是小于光速c的。而相速度则可以超过光速c,但这并不与狭义相对论矛盾,因为光速仍然是最快的实物运动速度和通讯速度。宇勾傅怒邑态靡孙咳缕杀妮柑骄咬毅群僵蹭姆观坚荒援芝抛做变假扮拥红大学物理量子力学初步03波函数、不确定度关系张三慧教材