對(duì)光的波粒二象性的理解與認(rèn)識(shí)[畢業(yè)論文](編輯修改稿)
2025-07-18 23:21 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 （4）式(4)稱為德布羅依關(guān)系式,表示物質(zhì)波的波長(zhǎng)可由質(zhì)量m和運(yùn)動(dòng)速度ν來(lái)求算. 當(dāng)電子的速度不太高時(shí)：可知電子的波長(zhǎng)與其速度成正比，而電子速度從加速電壓得到電子的動(dòng)能 （5）將2式帶入1式得 （6）把= ，e= h= 帶入（6）式得到電子的波長(zhǎng) 為： （7） 對(duì)一個(gè)靜止質(zhì)量為的電子，當(dāng)加速電壓在30時(shí)，電子的運(yùn)動(dòng)速度得大，已經(jīng)接近光速，由于電子的速度加大而起的電子質(zhì)量的變化就不可忽略，根據(jù)狹義相對(duì)論，電子的質(zhì)量為： （8） C代表光速在空氣中的速度（c= ） 把（8）式帶入（4）式。即可得到電子的波長(zhǎng)： （9） 在實(shí)驗(yàn)室中,電子的動(dòng)能由加速電壓所決定,所以電子能量的增加等于電場(chǎng)對(duì)電子所做的功. (10)從(10)式可得電子的速度和的表示式為： （11） = （12）把（11）（12）代入（9）式得到： （13） 當(dāng)加速電壓得低，即為無(wú)窮小，從（11）（13）式分別得到電子的速度和電子波長(zhǎng)的經(jīng)典近似公式： （14）將e= h= =C= 代入 （13）（14）式得： （15） （16）當(dāng)電壓?jiǎn)挝粸榉貢r(shí)，單子波長(zhǎng)的單位是埃電子衍射實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)儀器：電子衍射，真空機(jī)組，復(fù)合真空計(jì)，數(shù)碼相機(jī)，微機(jī)實(shí)驗(yàn)原理： 1927年美國(guó)的戴維森和杰爾麥用電子衍射實(shí)驗(yàn)(圖1)證實(shí)了電子的波動(dòng)性。由于電子波與X射線的波長(zhǎng)(λ=1012~108m)相近,用電子束代替X射線通過(guò)衍射光柵(晶體),投射到屏幕(照相底片)上,就會(huì)出現(xiàn)類(lèi)似的衍射圖樣,.,. (晶體) 電子的波粒二象性波在傳播過(guò)程中遇到障礙物時(shí)會(huì)繞過(guò)障礙物繼續(xù)傳播，在經(jīng)典物理學(xué)中稱為波的衍射，光在傳播過(guò)程表現(xiàn)出波的衍射性，光還表現(xiàn)出干涉和偏振現(xiàn)象，表明光有波動(dòng)性；光電效應(yīng)揭示光與物質(zhì)相互作用時(shí)表現(xiàn)出粒子性，其能量有一個(gè)不能連續(xù)分割的最小單元，即普朗克1900年首先作為一個(gè)基本假設(shè)提出來(lái)的普朗克關(guān)系E為光子的能量，v為光的頻率，h為普朗克常數(shù)，光具有波粒二象性。電子在與電磁場(chǎng)相互作用時(shí)表現(xiàn)為粒子性，在另一些相互作用過(guò)程中是否會(huì)表現(xiàn)出波動(dòng)性？德布羅意從光的波粒二象性得到啟發(fā)，在1923－1924年間提出電子具有波粒二象性的假。E為電子的能量，為電子的動(dòng)量，為平面波的圓頻率，為平面波的波矢量，為約化普朗克常數(shù)；波矢量的大小與波長(zhǎng)λ的關(guān)系為，稱為德布羅意關(guān)系。電子具有波粒二象性的假設(shè)。電子具有波動(dòng)性假設(shè)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證是電子的晶體衍射實(shí)驗(yàn)。電子被電場(chǎng)加速后，電子的動(dòng)能等于電子的電荷乘加速電壓，即考慮到高速運(yùn)動(dòng)的相對(duì)論效應(yīng)，電子的動(dòng)量由德布羅意關(guān)系得真空中的光速 ，電子的靜止質(zhì)
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