②康普顿效应(光的散射实验):表明光子具有动量
17.3粒子的波动性
一、光的波粒二象性
大量事实说明:光是一种波,同时也是一种粒子,光具有波粒二象性。
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hp??
h架起了粒子性与波动性之间的桥梁
二、粒子的波动性:一切实物粒子也具有波动性。
即每一个运动的粒子都与一个对应的波相联系,如一个质量为 m的实
物粒子以速率 v 运动时,即具有以能量ε和动量 p 所描述的粒子性,同时也具有以频率 v 和波长λ所描述的波动性。
为德布罗意波长
与实物粒子相联系的波称为物质波。
三、物质波的实验验证:利用波的衍射和干涉进行验证,通过晶体规则排列的物质微粒。 1、伦琴射线衍射实验 2、电子衍射实验 3、电子双缝实验
宏观物体的波长太短,到现在为止,我们无法观察到宏观物体的波动性。宏观物体的波动性不必考虑,只考虑其粒子性。
17.4概率波
一、经典的粒子和经典的波 1、经典的粒子的基本特征:
①粒子有一定的空间大小、一定的质量和电荷量 ②粒子的运动遵从牛顿第二定律
③粒子有确定的位置、速度以及时空中确定的轨道。 2、经典的波的基本特征: ①在空间具有弥散性
②具有一定的频率、波长具有时空的周期性
二、概率波:个别微观粒子在何处出现有一定的偶然性,但大量粒子在空间何处出现的空间分布却服从一定的统计规律。 1、从光子的概念上看,光波是一种概率波。
2、对于电子和其他微观粒子,由于同样具有波粒二象性,所以与它们相联系的德布罗意波也是概率波。
17.5不确定性关系
一、不确定关系:微观粒子的运动已经不再遵守牛顿运动定律 , 位置、动量等具有不确定量(概率)。
①狭缝的宽度代表粒子位置不确定范围。 ②中央亮条的宽度代表粒子动量不确定范围。
1、不确定关系的物理意义和微观本质
(1)物理意义:微观粒子不可能同时具有确定的位置和动量。粒子位置的不确定量越小,动量的不确定量就越大,反之亦然。
(2) 微观本质:是微观粒子的波粒二象性及粒子空间分布遵从统计规律的必然结果。
2、不可能同时准确地知道粒子的位置和动量,因而也就不可能用“轨迹”
来描述粒子的运动。
3、
不确定关系是自然界的一条客观规律,不是测量技术和主观能力的问题。 二、物理模型与物理现象 ①力学中质点和电学中点电荷 ②匀速直线运动和自由落体运动 ③碰撞和爆炸
量子力学在波粒二象性和不确定关系上建立起来。
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