1、第第1讲描述运动的基本概念讲描述运动的基本概念 5粒子的波动性和量子力学的建立 1.了解粒子的波动性。 2.了解德布罗意波,了解物质波的公式=的含义。 3.了解物质波的实验验证。 4.了解量子力学的建立和量子力学的应用。 h p 第第1讲描述运动的基本概念讲描述运动的基本概念 1.德布罗意波 1924年,法国物理学家德布罗意把波粒二象性推广到实物粒子。他提出假设:实物 粒子也具有波动性,即每一个运动的粒子都与一个对应的波相联 系。这种与实物粒子相联系的波后来被称为德布罗意波,也叫作物质波。 2.粒子的能量和动量p跟它所对应的波的频率和波长之间遵从关系:=, =。 3.我们之所以看不到宏观物体的
2、波动性,是因为宏观物体的质量比微观粒子大很 多,它们运动时的动量很大,它们对应的德布罗意波的波长就很短。比宏观 物体的尺度小得多。 h h p 1 | 粒子的波动性 第第1讲描述运动的基本概念讲描述运动的基本概念 1.实验探究思路 光的干涉和衍射现象是光具有波动性的有力证据。因此,如果电 子、质子等实物粒子也真的具有波动性,那么,它们就应该能发生干涉和衍 射。 2.验证实验 (1)1927年戴维森和G.P.汤姆孙分别用单晶和多晶晶体做了电子束衍射的实验,得 到了电子的衍射图样,从而证实了电子的波动性。 (2)在后来的实验中,人们还进一步观测到了电子德布罗意波的干涉现象。 2 | 物质波的实验验
3、证 第第1讲描述运动的基本概念讲描述运动的基本概念 3.实物粒子的波粒二象性 德布罗意提出物质波的观念被实验证实,表明电子、质子、原子等粒子不但具有 粒子的性质,而且具有波动的性质。实物粒子和光一样,也具有 波粒二象性。 第第1讲描述运动的基本概念讲描述运动的基本概念 1.量子力学的建立 (1)1925年,德国物理家海森堡和玻恩等人对玻尔的氢原子理论进行了推广和改造, 使之可以适用于更普遍的情况。他们建立的理论被称为矩阵力学。 (2)1926年,奥地利物理学家薛定谔提出了物质波满足的方程薛定谔方程。把 这个方程应用于氢原子,就很容易能得到氢原子光谱的公式。由于这个理论的关 键是物质波,因此被称
4、为波动力学。 (3)1926年,薛定谔和美国物理学家埃卡特很快又证明,波动力学和矩阵力学在数学 上是等价的,它们是同一种理论的两种表达方式。 (4)描述微观世界行为的理论被称为量子力学。量子力学是统一描述微观世界 物理规律的普遍性理论。 3 | 量子力学的建立量子力学的应用 第第1讲描述运动的基本概念讲描述运动的基本概念 2.量子力学的应用 (1)量子力学推动了核物理和粒子物理的发展。 (2)量子力学推动了原子、分子物理和光学的发展。 (3)量子力学推动了固体物理的发展。 第第1讲描述运动的基本概念讲描述运动的基本概念 1.湖面上的水波就是物质波。() 提示:湖面上的水波是机械波。 2.电子的衍射现象证实了实物粒子具有波动性。() 提示:衍射现象是波特有的现象。 3.只有像电子、质子、中子这样的微观粒子才具有波动性。() 判断正误，正确的画“ ” ，错误的画“ ” 。
