与粒子相联系的波称为物质波,或德布罗意波元一德布罗意波长。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:my.=nh2有限空间能稳定存在的波必是驻波。02r=n=nny∴mW=n2兀导师朗之万把德布洛意的文章寄给爱因斯坦,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!”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。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。(1927年)实验装置示意图(测电子波长、电子束强度)真空U掠射角电子枪N单晶估算电子的波长:="。h--1hp√2mE√(A)U(若0100=2(,应满足布喇格公式1232dsing=kk=1,2,3,√U=k实验结果:2dsinpC=C,2C’,3C’,此时电表中应出现最大的电流。C’C,C,(1927年)电子通过金属多晶薄膜的衍射实验衍射图象时金多品薄膜实验原理电子東衍射图象1927年G,P汤姆逊(JJ汤姆逊之子)也独立完成了电子衍射实验。与CJ戴维森共获1937年诺贝尔物理学奖。1929年德布洛意获诺贝尔物理奖。。此后,又有人作出了电子的单缝、双缝、三缝、四缝实验:单缝双缝三缝四缝后来实验又验证了: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。、一个足球有没有波动性呢?估算:质量m=,速度v=××10-×300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。<<a:波动光学几何光学h→0:量子物理经典物理注意1:物质波的波速n并不等于相应粒子的(疆运动速度,它们之间的关系是c2证明:波的相速度为L=元v,根据德布洛意公式,相应粒子有h=nch两式相乘得=4y=.如hv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2:光波的波速等于光子的运动速度,两者都等于C。有Av=C;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。注意3:在有些情况下,我们可由粒子的动能求德布洛意波长。可利用相对论公式EE=E6+PcE=Ek+Eo◆相对论情况2、々EP√E2-E2(E+E0)2-E3√E2+2E1E◆非相对论情况Ek=2mlEhEP√20-k10
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