1、17.3 粒子的波動性,有記者曾問英國物理學家、諾貝爾獲獎者布拉格教授：光是波還是粒子？ 布拉格幽默地回答道：“星期一、三、五它是一個波，星期二、四、六它是一個粒子，星期天物理學家休息?！?如果你是布拉格教授，將如何機智地回答？ 那么光的本性到底是什么？,波動派,1801,托馬斯楊 雙縫干涉 實驗,1814,菲涅耳 單縫衍射實驗,赫茲 電磁波實驗,1888,1922,康 普 頓效應,牛頓微粒說占主導地位,波動說 漸成真理,光具有 波粒二 象性,粒子派,一、光本質的探索,h架起了粒子性與波動性之間的橋梁,二、光的波粒二象性,粒子性,波動性,波長越大，動量P越小波動性強，粒子性弱 波長越小，動量P

2、越大波動性弱，粒子性強,光的波粒二象性：光既具有波動性又具有粒子性。,比較X射線光子和電子的動量大小? 從中我們能否用 類比思想對電子的屬性進行大膽的猜想？,1.一束波長0.3nm的電磁波在真空中傳播.（光在真空中傳播速度c =3.0108m/s，普朗克常量h=6.62610-34J.S) （1）該電磁波的光子具有多少能量？ （2）計算該光子的動量。 （3）為什么該電磁波光子呈現(xiàn)極小的粒子性？,例題,光子,微觀粒子,2.一個電子被100V的電壓加速后,（電子質量m=9.1110-31kg， e=1.610-19C） （1）該電子具有多少能量？具有多大的速度？ （2）它的動量多大？,他認為，“整

3、個世紀以來( 指19世紀 ) 在光學中比起波動的研究方法來，如果說是過于忽視了粒子的研究方法的話，那么在實物的理論中，是否發(fā)生了相反的錯誤呢？是不是我們把粒子的圖象想得太多，而過分忽略了波的圖象呢？”,德布羅意的物質波,德布羅意(De Broglie)，法國物理學家，1929年諾貝爾物理學獎獲得者，波動力學的創(chuàng)始人，量子力學的奠基人之一。1923年發(fā)表了題為“波和粒子”的論文，提出了物質波的概念。,三.物質波的提出,愛因斯坦稱贊說：“瞧瞧吧，看似瘋狂，可真是站得住腳呢?！?“揭開了自然界巨大帷幕的一角?！?1927年C.J.戴維森和 G.P.湯姆孫（J.J.湯姆孫之子）利用電子束穿過晶體做了電

4、子束的衍射實驗。因此，共同獲1937年諾貝爾物理學獎。 此后，人們相繼證實了質子、中子以及原子、分子等都具有波動性。,電子衍射實驗,電子衍射圖樣,四.物質波的實驗驗證,一個質量為m的實物粒子以某一速率運動時，既具有以能量和動量p所描述的粒子性，同時也具有以頻率和波長所描述的波動性。 這種與實物粒子相聯(lián)系的波叫德布羅意波（物質波）。,五.粒子的波粒二象性,德布羅意波（物質波）的波長,頻率,T/年,波動性,粒子性,光和實物粒子都具有波粒二象性。,計算：速度v=300m/s飛行的子彈，質量為m=0.01kg，對應的德布羅意波長為多少？,波長實在太小！ 波動性不明顯！,計算：速度v=10m/s跑步的人，質量為m=60kg，對應的德布羅意波長為多少？,結論：宏觀物體的質量一般較大，動量較大，對應 波長較小，波動性不明顯。,為何看不見，也察覺不到宏觀物體的波動性？,五.粒子的波粒二象性的應用,電子顯微鏡,電子顯微鏡下的灰塵,一、光本質的探索 二、光的波粒二象性 三、物質波的提出 四、物質波的實驗驗證：電子衍射實驗 五、粒子的波粒二象性 六、粒子的波粒二象性的應用,小結,作業(yè)：,1.完成小