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2025-01-09 14:33 本頁面
【正文】 第十五章 量子物理 159 氫原子的量子理論簡介 物理學(xué) 第五版 1 第十五章 量子物理 159 氫原子的量子理論簡介 物理學(xué) 第五版 2 一 德布羅意假設(shè) (1924 年 ) 光學(xué)理論發(fā)展歷史表明，曾有很長一段時間，人們徘徊于光的粒子性和波動性之間，實際上這兩種解釋并不是對立的，量子理論的發(fā)展證明了這一點 . 20世紀(jì)初發(fā)展起來的光量子理論，似過于強調(diào)粒子性，德布羅意企盼把粒子觀點和波動觀點統(tǒng)一起來，給予 “ 量子 ” 以真正的涵義 . 第十五章 量子物理 159 氫原子的量子理論簡介 物理學(xué) 第五版 3 法國物理學(xué)家 1924年他在博士論文 《 關(guān)于量子理論的研究 》 中提出把 粒子性和波動性 統(tǒng)一起來 . 5年后為此獲得諾貝爾物理學(xué)獎 .愛因斯坦譽之為“揭開一幅大幕的一角” . 它為量子力學(xué)的建立提供 了物理基礎(chǔ) . 德布羅意（ 1892 — 1987） 第十五章 量子物理 159 氫原子的量子理論簡介 物理學(xué) 第五版 4 思想方法 自然界在許多方面都是明顯地對稱的， 德布羅意 采用類比的方法提出物質(zhì)波的假設(shè) . 德布羅意假設(shè)：實物粒子具有波粒二象性 ?????????/2hmPhmcEv粒子性 波動性 第十五章 量子物理 159 氫原子的量子理論簡介 物理學(xué) 第五版 5 vmhph ??? 德布羅意公式 這種波稱為德布羅意波或物質(zhì)波 注 意 0mmc ???v若 則 (1)若 則 c??v 0mm ?hmchE 2??? 第十五章 量子物理 159 氫原子的量子理論簡介 物理學(xué) 第五版 6 (2)宏觀物體的德布羅意波長小到實驗難以測量的程度，因此宏觀物體僅表現(xiàn)出粒子性 . 例 1 一束電子中，電子的動能 ，求此電子的德布羅意波長 . eV2 0 020k 21 vv mEc ??? ,0k2mE?v解 第十五章 量子物理 159 氫原子的量子理論簡介 物理學(xué) 第五版 7 1613119sm ????????? ???vnm 2????nm 631340 ?????????vmh?c??v?此波長的數(shù)量級與 X 射線波長的數(shù)量級相當(dāng) . 第十五章 量子物理 159 氫原子的量子理論簡介 物理學(xué) 第五版 8 例 2 從 德布羅意波導(dǎo)出氫原子玻爾理論中角動量量子化條件 . ?nr ?π2 ?, 4321?n 解 兩端固定的弦，若其長度等于波長則可形成穩(wěn)定的駐波 . ??rπ2將弦彎曲成圓時 第十五章 量子物理 159 氫原子的量子理論簡介 物理學(xué) 第五版 9 nhrm ?vπ2vmh??電子繞核運動其德布羅意波長為 π2hnrmL ?? v角動量量子化條件 第十五章 量子物理 159 氫原子的量子理論簡介 物理學(xué) 第五版 10 二 德布羅意波的實驗證明 1 戴維孫 革末電子衍射實驗（ 1927年） I35 54 75 V/U?50?? 當(dāng)散射角 時 電流與加速電壓曲線 ?50??檢測器 電子束 散射線 ?電子被鎳晶體衍射實驗 M UK G電子槍 第十五章 量子物理 159 氫原子的量子理論簡介 物理學(xué) 第五版 11 電子束在單晶晶體上反射的實驗結(jié)果符合 X射線衍射中的布拉格公式 . 相鄰晶面電子束反射射線干涉加強條件 : ??? kd ?2c o s2s in2?? kd ?s in?501 ?? ?,k. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . d2?2?2?2sin?d 第十五章 量子物理 159 氫原子的量子理論簡介 物理學(xué) 第五版 12 10???d鎳晶體 in 10???? ?? d210kee?????Emhmhv?電子波的波長 e m Ukhd 21s in ?? 第十五章 量子物理 159 氫原子的量子理論簡介 物理學(xué) 第五版 13 k7 in ??當(dāng) 時， 與實驗結(jié)果相近 . ? r c s in1 ??? ?kemUdkh21s in ??e m Ukhd 21s in ?? 第十五章 量子物理 159 氫原子的量子理論簡介 物理學(xué) 第五版 14 U MD P電子束透過多晶鋁箔的衍射 K 2 G . P . 湯姆孫電子衍射實驗 ( 1927年 ) 電子束穿越多晶薄片時出現(xiàn)類似 X射線在多晶上衍射的圖樣 . 第十五章 量子物理 159 氫原子的量子理論簡介 物理學(xué) 第五版 15 三 應(yīng)用舉例 1932年魯斯卡成功研制了電子顯微鏡 ； 1981年賓尼希和羅雷爾制成了掃描隧穿顯微鏡 . 第十五章 量子物理 159 氫原子的量子理論簡介 物理學(xué) 第五版 16 經(jīng)典 粒子 不被分割的整體，有確定位置和運動軌道
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