大学物理---物质波的统计解释---[福州大学...李培官]省名师优质课赛课获奖课件市赛课一等奖课件.ppt

,*,本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢您,今天是,09 五月 2025,大学物理课件,福州大学至诚学院,-物质波统计解释,大学物理教研室 李培官,第1页,第六篇,第十二章.-波和粒子,第2页,12-2.物质波.不确定关系,12-2-2.,物质波统计解释,第3页,一.电子双缝衍射试验,机械波是机械振动在介质中传输，电磁波是改变电磁场在空间传输,那么,实物粒子波是什么形式呢?,按照经典物理观点,，,粒子是分立，集中在一定范围内，而波是连续，是弥漫在整个空间,。,二者怎样统一起来呢?,电子是波还是粒子？,1961年琼森（Claus Jnsson）将一束电子加速,到50Kev，让其经过一缝宽为a=0.5,10,-6,m，间隔为d=2.010,-6,m双缝,当电子撞击荧光屏时,发觉了类似双缝衍射,图样,。,第4页,单位时间内许多电子经过双缝，底片上很快出现衍射图样。,这是许多电子在同一个试验中统计结果。,1.强电子束入射,第5页,底片上出现一个一个点子显示出电子含有粒子性。开始时底片上点子无规分布，伴随电子增多，逐步形成衍射图样，衍射图样起源于“,一个电子”含有波动性。,一个电子重复许屡次相同试验表现出统计结果,。,电子几乎是一个一个地经过双缝，衍射图样不是电子相互作用结果。,2.弱电子束入射,第6页,7,弱电子流长时间,“,曝光,”,强电子流短时间,“,曝光,”,相同衍射花样,波动性是单个粒子本征属性,“,一个电子,”,就含有波动性，,电子波并不是电子间相互作用结果。,但一,定条件下（如双缝），,它在空间某处出现,概率是能够确定。,尽管单个电子去向含有不确定性，,3.试验表明：单个电子也含有波动性,第7页,二.了解物质波错误观点,1.,粒子波动性是单粒子属性，还是多粒子性？,2.,粒子波粒二象性本质是什么？,3.,怎样描述粒子波粒二象性？其意义？,观点一,：,波是基本，,电子是“波包”。,但波包要扩散、消失,而电子是稳定。,第8页,观点二,：,粒子是基本,，,电子物质波,是大量电子相互作用形成。,这种看法与试验不符。,我们知道，衍射现象是由波干涉而产生，,假如波真是由它所描写粒子所组成，则粒子流衍射现象应该是因为组成波这些粒子相互作用而形成。,但事实证实，在粒子流衍射试验中，,照象片上所显示出来衍射图样和入射粒子流强度无关，也就是说和单位体积中粒子数目无关。,假如减小入射粒子流强度，同时延长试验时间，使投射到照象片上粒子总数保持不变，则得到衍射图样将完全相同。,即使把粒子流强度减小到使得粒子一个一个地被衍射，,照片上一次出现一个孤立点，表达了电子粒子性。,只要经过足够长时间，所得到衍射图样也还是一样。这说明,每一个粒子被衍射现象和其它粒子无关,，,衍射图样不是由粒于之间相互作用而产生。,第9页,三.物质波统计解释,当前得到公认关于德布罗意波实质解释是玻恩(M.Born),在1926年提出。,即物质波是概率波。,1.,波恩解释：物质波是一个几率波，,对单个粒子来说无 法确定其某一时刻位置，而对多数粒子来 说，,在空间不一样位置出现几率遵从一定统计规律。,亮纹地方，电子出现几率大；而非峰值地方，电子出现几率小，所以,微观粒子空间分布表现为含有连续特征波动性，,这就是物质波统计解释,。,(玻恩取得,1954诺贝尔物理学奖,),第10页,(1).,玻恩概率波概念能够用电子双缝衍射试验结果来说明。,尽管单个电子去向是概,率性，但其概率在一定条件下还是有确定规律。,物质波并不是经典波。,经典波是一个运动形式。,在双缝试验中，不论入射波强度怎样小，经典波在,缝后屏上都应该显示出强弱连续分布衍射条纹，,只是亮度微弱而已。,试验结果也说明微观粒子并不是经典粒子,。,2.几点说明,第11页,机械,波,:,-位移量在空间传输,电磁波:,-电场强度在空间传输,实物波:,-,-粒子在空间出现几率分布,x,电子束,波动观点:,亮,A大,暗,A小,粒子观点:,N大 N小,统计观点:,几率大,几率小,实物波动性只有统计意义.I,P,几率(粒子出现在P点几率),粒子在空间出现几率分布表现出含有连续特征波动性,结,论,以电子单缝衍射为例:,第12页,(2).对物质,波,理,解,实物粒子本身结构依然是一粒一粒，不过,它,在空间分布含有连续波动性质,。,详细地说，,由大量粒子组成粒子束，在空间传输时，抵达各,点粒子数目经常是不一样，各点粒子出现多少,按波动规律分布；,就单个粒子来说，它在空间各,点出现几率也按波动规律分布。,可见，所谓,物质波，,并非原来实物粒子变成,弯弯曲曲“波”了，而,是指粒子在空间分布几率含有波动性质。,第13页,14,1,.,粒子性,指它与物质相互作用,“,颗粒性,”,或,“,整体性,”,。,但不是经典粒子！在空间以概率出现。,没有,确定,轨道,应摒弃,“,轨道,”,概念！,(3).对微观粒子波粒二象性正确了解,2.,波动性,指它在空间传输有,“,可叠加性,”,，,有,“,干涉,”,、,“,衍射,”,、等现象。,但不是经典波！因为它,不代表实在物理量波动。,第14页,欢迎指导,今天是,09 五月 2025,谢谢,第15页,