2022-2023学年高二物理 德布罗意波 竞赛课件(共12张PPT)

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2022-2023学年高二物理 德布罗意波 竞赛课件(共12张PPT)

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德布罗意波
从辩证思维出发,法国青年物理学家德布罗意 (de Broglie)提出,既然光具有粒子性,是否实物粒子如电子也应当具有波动性?
德布罗意获得1929年诺贝尔物理学奖
德布罗意波
1924.11.29 德布罗意把题为“量子理论的研究”的博士论文提交巴黎大学。
L.V. de Broglie (法1892-1986)
德布罗意假设:
实物粒子具有波动性,与之相联系的波称为德布罗意波。
─ 德布罗意波长
朗之万把德布罗意的文章寄给爱因斯坦,
爱因斯坦说:
“揭开了自然界巨大帷幕的一角”
“瞧瞧吧,看来疯狂,可真是站得住脚呢”
1910年,文学学士,历史专业,后转投学物理
1913年,理学学士,适逢一战,服役6年
1919年,师从郎之万,攻读博士学位
1924年,毕业论文,德布罗意假设
此论文被寄送到欧洲各地,其中一份辗转到薛定谔手中,薛定谔方程。
戴维孙——革末实验(1927年)
电子束在晶体表面上散射的实验,观察到和X射线衍射相似的电子衍射现象。
使一束电子投射到镍晶体特选晶面上,探测器测量沿不同方向散射的电子束的强度。
I
U
散射电子束具有波动性,像X射线一样,
电子束极大的方向满足光栅衍射方程
镍单晶的原子间距
取k=1, 由实验公式可得电子的波长
当入射电子的能量为54eV时,在
的方向上
散射电子束强度最大。
光栅间距
根据德布罗意公式
在实验中,由分析衍射条纹得出的波长与德布罗意波
长公式计算结果符合得很好。
这证明电子象X射线一样具有波动性,
也同时证明了德布罗意公式的正确性。
德布罗意获得1929年诺贝尔物理学奖
2. 同年,英国的汤姆逊用多晶体做电子衍射实验,
也得到了电子衍射照片。
十年后,戴维逊、汤姆逊因电子衍射实验的成果共获1937年度诺贝尔物理奖。
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3. 1961年,约恩逊进行了电子的单缝、双缝和多缝衍射实验,得出了衍射条纹的照片。
4. 随后,用衍射实验证实了中子、质子、原子和分子等微观都具有波动性,德布罗意公式对这些粒子同样正确性。
从波动光学可知,由于显微镜的分辨本领与波长成反比,光学显微镜的最大分辨距离大于0.2 μm,最大放大倍数也只有1000倍左右。
电子显微镜
第一台电子显微镜是由德国鲁斯卡(E·Ruska)研制成功,荣获1986年诺贝尔物理奖。
自从发现电子有波动性后,电子束德布罗意波长比光波波长短得多。而且极方便改变电子波的波长。这样就能制造出用电子波代替光波的电子显微镜。
例题:m = 0.01kg,v = 300m/s的子弹,求 。
讨论:h极其微小,宏观物体的波长小得实验难以量,
“宏观物体只表现出粒子性”

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