2022-2023学年高二物理竞赛习题:德布罗意假设(共13张PPT)

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2022-2023学年高二物理竞赛习题:德布罗意假设(共13张PPT)

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德布罗意假设
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光学理论发展历史表明,曾有很长一段时间,人们徘徊于光的粒子性和波动性之间,实际上这两种解释并不是对立的,量子理论的发展证明了这一点. 20世纪初发展起来的光量子理论,似过于强调粒子性,德布罗意企盼把粒子观点和波动观点统一起来,给予“量子”以真正的涵义.
德布罗意假设
3
法国物理学家
1924年他在博士论文《关于量子理论的研究》中提出把粒子性和波动性统一起来. 5年后为此获得诺贝尔物理学奖.爱因斯坦誉之为“揭开一幅大幕的一角”.
它为量子力学的建立提供
了物理基础.
德布罗意(1892 -1987)
德布罗意假设
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思想方法 自然界在许多方面都是明显地对称的,德布罗意采用类比的方法提出物质波的假设 .
德布罗意假设:实物粒子具有波粒二象性
粒子性
波动性
德布罗意假设
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德布罗意公式
这种波称为德布罗意波或物质波
注 意
若 则
(1)若 则
德布罗意假设
6
康普顿波长
康普顿公式
7
散射光波长的改变量 仅与 有关.
散射光子能量减小
结论
8
讨论
若 则 ,可见光观察不到康普顿效应.
光具有波粒二象性
一般而言,光在传递过程中,波动性较为显著;光与物质相互作用时,粒子性比较显著.
9
与 的关系与物质无关, 是光子与近自由电子间的相互作用.
散射中 的散射光是因光子与紧束缚电子的作用. 原子量大的物质,其电子束缚较强,因而康普顿效应不明显.
10
物理意义
光子假设的正确性,狭义相对论力学的正确性 .
微观粒子的相互作用也遵守能量守恒和动量守恒定律.
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例 波长 的 X 射线与静止的自由电子作弹性碰撞,在与入射角成
角的方向上观察, 问:
(2)反冲电子得到多少动能?
(3)在碰撞中,光子的能量损失了多少?
(1)散射波长的改变量 为多少?
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(1)
(2) 反冲电子的动能
(3) 光子损失的能量=反冲电子的动能

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1 黑体辐射 能量子假说;
4 康普顿效应 波粒二象性
2 光电效应 光量子理论
3 原子结构 波尔的量子理论
5 德布罗意波
6 量子力学的建立

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