2021-2022学年高二物理竞赛课件：量子力学——光的波粒二象性.pptx

1量子力学-光的波粒二象性2（2）粒子性：（光电效应等）（1）波动性：光的干涉和衍射光的波粒二象性光的波粒二象性描述光的 粒子性 描述光的 波动性3 光学理论发展历史表明，曾有很长一段时间，人们徘徊于光的粒子性和波动性之间，实际上这两种解释并不是对立的，量子理论的发展证明了这一点.20世纪初发展起来的光量子理论，似过于强调粒子性，德布罗意企盼把粒子观点和波动观点统一起来，给予“量子”以真正的涵义.4思想方法 自然界在许多方面都是明显地对称的，德布罗意采用类比的方法提出物质波的假设.德布罗意假设：实物粒子具有波粒二象性粒子性波动性 德布罗意德布罗意，法国物理学家,1924年他在博士论文关于量子理论的研究中提出把粒子性和波动性统一起来.5年后为此获得诺贝尔物理学奖.5 1913年玻尔在卢瑟福的原子结构模型的基础上，将量子化概念应用于原子系统，提出三条假设：(2)频率条件(1)定态假设(3)量子化条件玻玻 尔尔 (Bohr.Niels 18851962)(Bohr.Niels 18851962)6 电子在原子中可以在一些特定的圆轨道上运动而不辐射电磁波，这时，原子处于稳定状态，简称定态.(1)定态假设 与定态相应的能量分别为 E1，E2，E1 E2 E3 +E1E3 7(2)频率条件(3)量子化条件EfEi发射吸收主量子数8 电磁波 机械波 经典波为实函数9(2)量子力学波函数(复函数)描述微观粒子运动的波函数微观粒子的波粒二象性 自由粒子的能量和动量是确定的，其德布罗意频率和波长不变，可认为是一平面单色波.波列无限长，根据不确定原理，粒子在 x方向上的位置完全不确定.10 自由粒子平面波函数*波函数的统计意义 概率密度 表示在某处单位体积内粒子出现的概率正实数波函数是复数不代表任何可观测的物理量 某一时刻出现在某点附近在体积元 中的粒子的概率为 可见，德布罗意波可见，德布罗意波(或物质波或物质波)与机械波、电磁波与机械波、电磁波不同，是一种概率波不同，是一种概率波.11标准条件波函数必须是单值、连续、有限的函数.归一化条件(束缚态)某一时刻整个空间内发现粒子的概率为1219261926年年波波恩恩对对波波函函数提出了统计解释数提出了统计解释任意时刻粒子在空间某点出现的概率与在该处粒子波函数绝对值的平方成正比。1954.Nobel Prize