21.4-德布罗意假设-电子衍射实验

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.法国物理学德布罗意LouisVictordeBroglie（1892–1987)21.4德布罗意假设电子衍射实验1、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.hEhphmchE2mvhph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，因此宏观物体仅表现出粒子性.注意0mmcv1）若则若则cv0mm例1在一束电子中，电子的动能为，求此电子的德布罗意波长？eV200解20k21,vvmEc0k2mEv1-613119sm104.8sm101.9106.12002vnm1067.82nm104.8101.91063.6631340vmhcv此波长的数量级与X射线波长的数量级相当.例2从德布罗意波导出氢原子波尔理论中角动量量子化条件.nrπ2,4,3,2,1nnhrmvπ2解两端固定的弦，若其长度等于波长则可形成稳定的驻波.rπ2将弦弯曲成圆时vmh电子绕核运动其德布罗意波长为π2hnrmLv角动量量子化条件2、德布罗意波的实验证明（1）戴维孙—革末电子衍射实验（1927年）I355475V/U50当散射角时电流与加速电压曲线50检测器电子束散射线电子被镍晶体衍射实验MUKG电子枪kd2cos2sin2kdsin........................d2222sind50,1km1015.210d镍晶体m1067.1210keeEmhmhv电子波的波长理论值为：两相邻晶面电子束反射射线干涉加强条件m1065.1sin10d实验结果:（2）G.P.汤姆孙电子衍射实验(1927年)1sin2edkhemU1sin2ekhdemUk777.0sin当时，与实验结果相近.51777.0arcsin1kUMDP电子束透过多晶铝箔的衍射K双缝衍射图解在热平衡状态时，按照能均分定理慢中子的平均平动动能可表示为例3试计算温度为时慢中子的德布罗意波长.C25K298TeV1085.3232kT平均平动动能kg1067.127nm124nsmkg1054.42mpnm146.0ph慢中子的德布罗意波长3、德布罗意波的统计解释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。德布罗意波与经典物理中研究的波是截然不同的。例如，机械波是机械振动在空间的传播，而德布罗意波则是对微观粒子运动的统计描述。