汤姆孙电子衍射试验课件.ppt

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1、思想方法 自然界在许多方面都是明显地对称的，他采用类比的方法提出物质波的假设.,“整个世纪以来，在辐射理论上，比起波动的研究方法来，是过于忽略了粒子的研究方法；在实物理论上，是否发生了相反的错误呢？是不是我们关于粒子的图象想得太多，而过分地忽略了波的图象呢？”,法国物理学家德布罗意（Louis Victor de Broglie 1892 1987),德布罗意为此获得1929年诺贝尔物理学奖。,8-6 德布罗意波 实物粒子的二象性,光的波粒二象性,一、德布罗意假设（1924 年）,德布罗意假设：实物粒子具有波粒二象性.,德布罗意公式,2）宏观物体的德布罗意波长小到实验难以测量的程度，因此宏观物

2、体仅表现出粒子性.,例如:电子经电势差为U的电场加速,在v c下,此电子的德布罗意波长为:,如U=200V,则,如U=150V,则=0.1nm,*二德布罗意波的实验证明,戴维孙 革末电子衍射实验（1927年）,镍晶体,电子波的波长,两相邻晶面电子束反射射线干涉加强条件,2 G.P.汤姆孙电子衍射实验(1927年),当 时，与实验结果相近.,电子衍射附图一,X射线衍射,电子衍射,1927年，G.P.汤姆孙等令一电子束通过薄铝箔，结果发现，同X射线一样，也能得到清晰的电子衍射图样。,电子衍射附图二,电子及中子衍射,解 在热平衡状态时,按照能均分定理慢中子的平均平动动能可表示为,试计算温度为 时慢中

3、子的德布罗意波长.,慢中子的德布罗意波长,三 应用举例,1932年德国人鲁斯卡成功研制了电子显微镜;1981年德国人宾尼希和瑞士人罗雷尔制成了扫瞄隧道显微镜.,试计算温度为270c时对应于方均根速率的氧分子的德布罗意波长.,解:对1molr的理想气体有:,代入数据:,氧分子的德布罗意波长:=0.026nm,与X射线同数量级,因此穿过晶片可产生衍射图样.,方均根速率为:,Ek=mv2/2=3kT/2,则,*四德布罗意波的统计解释,经典粒子 不被分割的整体，有确定位置和运动轨道；经典的波 某种实际的物理量的空间分布作周期性的变化，波具有相干叠加性.二象性 要求将波和粒子两种对立的属性统一到同一物体上.,1926 年玻恩提出 德布罗意波是概率波.,统计解释：在某处德布罗意波的强度是与粒子在该处邻近出现的概率成正比的.,概率概念的哲学意义：在已知给定条件下，不可能精确地预知结果，只能预言某些可能的结果的概率.,二象性统计解释,摄影底板或显微观察,光子衍射,