波粒二象性-整章ppt课件.ppt

这两朵乌云是指什么呢？§17.1能量量子化：
物理学的新纪元一、黑体与黑体辐射例如：铁块温度
从看不出发光到暗红到橙色到黄白色（3）平衡热辐射2、黑体0123456o三、能量子：超越牛顿的发现λ(μm)普朗克后来又为这种与经典物理格格不入的观念深感不安，只是在经过十多年的努力证明任何复归于经典物理的企图都以失败而告终之后，他才坚定地相信h的引入确实反映了新理论的本质。1918年他荣获诺贝尔物理学奖，他的墓碑上只刻着他的姓名和1888年，霍瓦(Hallwachs)发现金属板被紫外光照射会放电。近10年以后（因为1897年，J.Thomson才发现电子）人们认识到那就是从金属表面射出的电子，这些电子被称作光电子(photoelectron)，相应的效应叫做光电效应。§17.2科学的转折：
光的粒子性回顾人类对光的本性的认识的发展过程。用紫外线灯照射擦得很亮的锌板，(注意用导线与不带电的验电器相连），使验电器张角增大到约为30度时，再用与丝绸磨擦过的玻璃棒去靠近锌板，发现验电器的指针张角变大。一、光电效应现象二、光电效应的实验规律1、每种金属都存在截止频率（极限频率）γc；三、光电效应解释中的疑难四、爱因斯坦的光子说3、光子说对光电效应的解释4.光电效应理论的验证爱因斯坦由于对光电效应的理论解释和对理论物理学的贡献获得1921年诺贝尔物理学奖密立根的实验的目的是：测量金属的遏止电压UC与入射光频率γ，由此算出普朗克常数h。五、光电效应在近代技术中的应用如图所示是做光电效应实验的装置简图。在抽成真空的玻璃管内，K为阴极（用金属铯制成，发生光电效应的逸出功为1.9eV），A为阳极。在a、b间不接任何电源，用频率为γ（高于铯的极限频率）的单色光照射阴极K，会发现电流表指针有偏转。这时，若在a、b间接入直流电源，a接正极，b接负极，并使a、b间电压从零开始逐渐增大，发现当电压表的示数增大到2.1V时，电流表的示数刚好减小到零。求：六、康普顿效应3、经典电磁理论的困难5、康普顿散射实验的意义七、光子的能量和动量既然光子有动量，那么光照射到物体表面被吸收或被反射时就会对物体有压力，叫做“光压”。有人设想在遥远的宇宙探测中利用光压力作动力推动航天器加速，这样可以大大减少航天器发射时自身的体积和重量的影响，在某个设计方案中，计划给探测器安上面积极大，反射率极高的薄膜，并设法让它始终正对太阳．§17.2崭新的一页：
粒子的波动性动量能量是描述粒子的,
频率和波长则是用来描述波的。一、光的波粒二象性1、波长越长，波动性越明显，
频率越大，粒子性越明显；二、德布罗意波（物质波）能量为E、动量为p的粒子与频率为γ、波长为λ的波相联系，并遵从以下关系：一个质量为m的实物粒子以速率v运动时，即具有以能量E和动量P所描述的粒子性，同时也具有以频率n和波长l所描述的波动性。三、物质波的实验验证电子射线经晶体的衍射图后来的实验证明原子、分子、中子等微观粒子也具有波动性。四、电子显微镜§17.4概率波一、经典的粒子和经典的波二、概率波玻恩1926年提出概率波。3、电子干涉条纹对概率波的验证。三、经典波动与德布罗意波(物质波)的区别§17.5不确定性关系一、不确定度关系电子通过狭缝的瞬间，其位置在x方向上的不确定量为我们知道，原子核的数量级为10-15m，所以，子弹位置的不确定范围是微不足道的。可见子弹的动量和位置都能精确地确定，不确定关系对宏观物体来说没有实际意义。原子大小的数量级为10-10m，电子则更小。在这种情况下，电子位置的不确定范围比原子的大小还要大几亿倍，可见企图精确地确定电子的位置和动量已是没有实际意义。宏观物体微观粒子
具有确定的坐标和动量没有确定的坐标和动量
可用牛顿力学描述。需用量子力学描述。
有连续可测的运动轨道，可有概率分布特性，不可能分辨
追踪各个物体的运动轨迹。出各个粒子的轨迹。
体系能量可以为任意的、连能量量子化。
续变化的数值。
不确定度关系无实际意义遵循不确定度关系三、不确定关系的物理意义和微观本质不确定关系式表明：
１．微观粒子的坐标测得愈准确(x0)，动量就愈不准确(px)；
微观粒子的动量测得愈准确(px0)，坐标就愈不准确(x)。
但这里要注意，不确定关系
不是说微观粒子的坐标测不准；
也不是说微观粒子的动量测不准；
更不是说微观粒子的坐标和动量都测不准；
而是说微观粒子的坐标和动量不能同时测准。因为微观粒子的坐标和动量本来就不同时具有确定量。
这本质上是微观粒子具有波粒二象性的必然反映。
由上讨论可知，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。
３．不确定关系提供了一个判据：
当不确定关系施加的限制可以忽略时，则可以用经典理论来研究粒子的运动。
当不确定关系施加的限制不可以忽略时，