【高中物理专题】粒子的波动性和量子力学的建立

粒子的动摇性

1.粒子的动摇性

1924年，德布罗意推想：自然界在许多方面是对称的，既然光具有波粒二象性，则实物粒子或许也有这种二象性。在这样的推想下，德布罗意提出假定：实物粒子和光一样，也具有波粒二象性。假如用能量ε和动量p来表征实物粒子的粒子性，用频率ν和波长λ来表征实物粒子的动摇性，那么，对光适用的关系式也适用于实物粒子。即：

这种与实物粒子相联络的波后来称为德布罗意波，也叫物质波。

2.对德布罗意波的了解

（1）我们平常所看到的微观物体运动时，看不出它们的动摇性来，但也有一个波长与之对应，例如飞行的子弹的波长约为10^-34m，这个波长真实是太小了。

（2）波粒二象性是微观粒子的特殊规律，一切微观粒子都存在动摇性；微观物体也存在动摇性，只是波长太小，难以观测。

（3）关于光，先有动摇图像（即频率和波长），其后在量子实际中引入光子的能量和动量来补偿它的粒子性。反之，关于实物粒子，则先有粒子概念（即能量和动量），再引入德布罗意的概念来补充它的动摇性。

物质波的实验验证

1.实验探求思绪

干预、衍射是波特有的景象，假如实物粒子具有动摇性，则在一定条件下，也应该发作干预或衍射景象。

2.实验验证

1927年戴维孙和G.P.汤姆孙辨别应用晶体做了电子束衍射的实验，失掉了如图所示的衍射图样，从而验证了电子的动摇性。他们为此取得了1937年的诺贝尔物理学奖。

量子力学的树立

1.量子力学的树立

(1)普朗克黑体辐射实际、爱因斯坦光电效应实际、康普顿散射实际、玻尔氢原子实际以及德布罗意物质波假说等一系列实际在解释实验方面都获得了成功。

(2)在以玻恩、海森堡、薛定谔以及英国的狄拉克和奥天时的泡利为代表的众多物理学家的共同努力下，描绘微观世界行为的实际被逐渐完善并最终完好地树立起来，它被称为量子力学。

2.量子力学树立的意义

量子力学的创建是物理学历史上一次重要反动。它和绝对论共同构成了20世纪以来物理学的根底。

量子力学的使用

1.量子力学推进了核物理和粒子物理的开展。

2.量子力学推进了原子、分子物理和光学的开展。

3.量子力学推进了固体物理的开展。

（《【高中物理专题】粒子的波动性和量子力学的建立》由龙门尚学高中物理一对一柴老师整理）