1、實物粒子的波動性從自然界的對稱性出發(fā),既然光(波)具有粒子性,那么實物粒子具有波動性嗎?1924.11.29德布羅意把題為“量子理論的研究”的博士論文提交給了巴黎大學。一、德布羅意假設(shè)L.V. de Broglie （法國人，1892-1986） 實物粒子的波動性 如電子，是否也具有波粒二象性？論文把波粒二象性推廣到所有的物質(zhì)粒子“揭開了自然界巨大帷幕的一角”論文獲得了評委會高度評價。愛因斯坦稱：朝量子力學的創(chuàng)建邁開了革命性的一步 康普頓散射實驗的意義支持了“光量子”概念 進一步證實了首次在實驗上證實了愛因斯坦提出的“光量子具有動量”的假設(shè)證實了在微觀領(lǐng)域的單個碰撞事件中 動量守恒和能量守恒定

2、律仍然成立康普頓獲得1927年諾貝爾物理學獎P = E/c = h/c = h/ = h 康普頓（A. H.Compton)美國人(1892-1962）康普頓在做康普頓散射實驗1、為什么康普頓效應(yīng)中的電子不能像光電效應(yīng) 討論幾個問題違反相對論！自由電子不能吸收光子，只能散射光子。那樣吸收光子，而是散射光子？即：此情況不能同時滿足能量、動量守恒。假設(shè)自由電子能吸收光子，則有因此：2、為什么在光電效應(yīng)中不考慮動量守恒？光子 電子系統(tǒng)仍可認為能量是守恒的。在光電效應(yīng)中，入射的是可見光和紫外線，光子能量低，電子與整個原子的聯(lián)系不能忽略，原子也要參與動量交換， 光子電子系統(tǒng)動量不守恒。但原子質(zhì)量較大，能

3、量交換可忽略，3、為什么可見光觀察不到康普頓效應(yīng)？ 可見光光子能量不夠大，原子內(nèi)的電子不能視為自由，所以可見光不能產(chǎn)生康普頓效應(yīng)。 19251926年吳有訓用銀的X射線(0 =5.62nm) 為入射線，以15種輕重不同的元素為散射物質(zhì)四、吳有訓對研究康普頓效應(yīng)的貢獻1923年 參加了發(fā)現(xiàn)康普頓效應(yīng)的研究工作對證實康普頓效應(yīng)作出了重要貢獻在同一散射角( )測量各種波長的散射光強度，做了大量 X 射線散射實驗1. 與散射物質(zhì)無關(guān) 僅與散射角有關(guān)曲線表明 輕元素重元素2.吳有訓的康普頓效應(yīng)散射實驗曲線 證實了康普頓效應(yīng)的普遍性 證實了兩種散射線的產(chǎn)生機制 外層電子(自由電子)散射 0內(nèi)層電子(整個原

4、子)散射在康普頓的一本著作“X-Rays in theory and experiment”(1935)中19處引用了吳的工作。書中兩圖并列作為康普頓效應(yīng)的證據(jù)意義: 吳有訓18971977物理學家、教育家、中國科學院副院長，1928年被葉企孫聘為清華大學物理系教授曾任清華大學物理系主任、理學院院長。例.康普頓散射中,入射的X射線波長0= 0.5 , 則在=90方向上散射的X射線波長= ，反沖電子獲得的能量E= eV.解：()與粒子相聯(lián)系的波稱為物質(zhì)波或德布羅意波，一個能量為E、動量為 P 的實物粒子，同時德布羅意在論文中假設(shè):關(guān)系與光子的一樣：它的波長、頻率 和 E、P 的德布羅意關(guān)系式 德布羅意波長也具有波動性，例：靜止質(zhì)量不為零的微觀粒子作高速運動，則粒子物質(zhì)波的波長與速度有如下關(guān)系：(A) (B)(C) (D)解： (C) Note:對于de Broglie，粒子運動速度.浮塵： m=10 g, v=1 cm/s宏觀物體的de Broglie波長很小 .e.g.行人： m=70 kg, v=1 m/s德布羅意用物質(zhì)波和駐波概念可以成功地解釋原子中令人困惑的軌道角動量量子化條件若電子在氫原子中能穩(wěn)定運動，電子繞核回轉(zhuǎn)一周的周長必