第三節粒子(lìzǐ)的波動性第一頁，共十頁。

1923年，德布羅意最早想到了這個問題，并且大膽地設想(shèxiǎng)，對于光子的波粒二象性會不會也適用于實物粒子。一、光的波粒二象性光具有(jùyǒu)粒子性，又具有(jùyǒu)波動性。光子能量(néngliàng)和動量為左邊是描寫粒子性的E、P；右邊是描寫波動性的

、

。

h將光的粒子性與波動性聯系起來。一切實物粒子是否都具有波粒二象性?第二頁，共十頁。二、粒子(lìzǐ)的波動性----德布羅意波（物質波）

De.Broglie1923年發表了題為“波和粒子”的論文(lùnwén)，提出了物質波的概念。

他認為，“整個世紀以來(yǐlái)（指19世紀）在光學中比起波動的研究方法來，如果說是過于忽視了粒子的研究方法的話，那末在實物的理論中，是否發生了相反的錯誤呢？是不是我們把粒子的圖象想得太多，而過分忽略了波的圖象呢”第三頁，共十頁。

1924年，德布羅意大膽地設想，波粒二象性不是光所特有的，一切實物(shíwù)粒子也具有波粒二象性。實物粒子：靜止質量不為零的那些微觀粒子，如原子、電子(diànzǐ)、中子等。粒子性：主要是指它具有集中(jízhōng)的不可分割的特性。波動性：它能在空間表現出干涉、衍射等波動現象，具有一定的波長、頻率。

實物粒子的波稱為德布羅意波或物質波，物質波的波長稱為德布羅意波長。第四頁，共十頁。德布羅意波長(bōcháng)為：德布羅意公式(gōngshì)

質量為m、速率為V

的自由(zìyóu)粒子，一方面可用能量E和動量P來描述它的粒子性；另一方面可用頻率ν

和波長λ

來描述它的波動性。它們之間的關系為：第五頁，共十頁。

X射線照在晶體上可以產生(chǎnshēng)衍射，電子打在晶體上也能觀察電子衍射。

1927年C.J.戴維森與G.P.革末作電子衍射實驗，驗證(yànzhèng)電子具有波動性。1.電子衍射實驗(shíyàn)1

戴維遜和革末的實驗是用電子束垂直投射到鎳單晶，電子束被散射。其強度分布可用德布羅意關系和衍射理論給以解釋，從而驗證了物質波的存在。探測器電子束電子槍鎳單晶三、德布羅意波（物質波）的實驗驗證第六頁，共十頁。1927年G.P.湯姆遜（J.J.湯姆遜之子）也獨立(dúlì)完成了電子衍射實驗。與C.J.戴維森共獲1937年諾貝爾物理學獎。屏P多晶薄膜高壓柵極陰極2.電子衍射實驗(shíyàn)2電子束在穿過細晶體粉末或薄金屬片后，也象X射線一樣(yīyàng)產生衍射現象。此后，人們相繼證實了原子、分子、中子等都具有波動性。第七頁，共十頁。3.宏觀實物(shíwù)粒子的波動性計算結果表明，子彈的波長小到實驗難以測量的程度(chéngdù)。所以，宏觀物體只表現出粒子性。如：速度υ=5.0102m/s飛行(fēixíng)的子彈，質量為m=10-2Kg，對應的德布羅意波長為：如：電子m=9.1

10-31Kg，速度υ=5.0107m/s，對應的德布羅意波長為：太小測不到！X射線波段第八頁，共十頁。第九頁，共十頁。內容(nèiróng)總結第三節粒子的波動性。是不是我們把粒子的圖象想得太多，而過分忽略了波的圖象呢”。實物粒子：靜止質量不為零的那些微觀粒子，如原子、電子、中子等。粒子性：主要是指它具有集中的不可分割的特性。波動性：它能在空間表現出干涉、衍射等波動現象，具有一定的波長、頻率。戴維遜和革末的