物质波及其统计诠释波函数.ppt

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1、路易路易.德布罗意德布罗意Louis.V.de Broglie法国物理学家法国物理学家（1892 1986）提出提出“实物粒子具实物粒子具有波动性有波动性”于于1929年获诺贝尔年获诺贝尔物理奖物理奖15-5 15-5 粒子的波动性粒子的波动性1一一.德布罗意波德布罗意波（物质波物质波）1.德布罗意假设德布罗意假设1924.11.29德布罗意把题为德布罗意把题为“量子理论的研究量子理论的研究”的博士论文提交给巴黎大学的博士论文提交给巴黎大学从自然界的对称性出发从自然界的对称性出发 认为认为:既然既然光光(波波)具有具有粒子性粒子性那么那么实物粒子实物粒子也应也应具有具有波动性波动性2与粒子相联

2、系的波称为与粒子相联系的波称为德布罗意波德布罗意波或或物质波。物质波。一个能量为一个能量为E、动量为、动量为 p 的实物的实物粒子，粒子，同时同时他在论文中指出：他在论文中指出：关系与光子一样关系与光子一样：它的波长它的波长、频率频率 和和 E、p的的德布罗意关系德布罗意关系 德布罗意波长德布罗意波长（de Broglie wavelength）也具有也具有波动波动性，性，3 物质波的概念可以成功地解释原子中令人物质波的概念可以成功地解释原子中令人 r 轨道角动量量子化轨道角动量量子化“揭开了自然界巨大帷幕的一角揭开了自然界巨大帷幕的一角”“看来疯狂，可真是站得住脚呢看来疯狂，可真是站得住脚呢

3、”稳定轨道稳定轨道波长波长论文获得了评委会高度评价。论文获得了评委会高度评价。困惑的轨道量子化条件。困惑的轨道量子化条件。爱因斯坦称：爱因斯坦称：4U=150V 时，时，=0.1nm经爱因斯坦的推荐，物质波理论受到了关注。经爱因斯坦的推荐，物质波理论受到了关注。在论文答辩会上，佩林问：在论文答辩会上，佩林问：“这种波怎样用实验来证实呢？这种波怎样用实验来证实呢？”德布罗意答道：德布罗意答道：“用电子在晶体上的衍射实验可以做到。用电子在晶体上的衍射实验可以做到。”电子的波长：电子的波长：设加速电压为设加速电压为U（单位为伏特）（单位为伏特）X 射线波段射线波段（电子电子v 0：向右：向右p0：向

4、左：向左325、状态叠加原理、状态叠加原理量子力学要求：量子力学要求：也也是是该该体体系系的的一一个个可可能能的的状状态态。展展开开系系数数Cn为为任意复常数。任意复常数。若叠加中各状态间的差异无穷小，若叠加中各状态间的差异无穷小，积分代替求和：积分代替求和：则应该则应该用用，则它们的，则它们的线性组合线性组合 若若体体系系具具有有一一系系列列互互异异的的可可能状态能状态33 原原因因：(x)代代表表全全空空间间理理想想平平面面波波，而而实实际际的的自自由由粒粒子子，例例如如由由加加速速器器引引出出的的粒粒子子束束，只只能能分分布布在在有有限限的的空空间间内内。若若限限定定粒粒子子只只能能出出现现在某一区间，则自由粒子波函数变成在某一区间，则自由粒子波函数变成【思考思考】自由粒子波函数能归一化吗？自由粒子波函数能归一化吗？34 这这称称为为“箱箱归归一一化化”，上上式式表表示示的的就就是是自自由由粒子的粒子的“箱归一化箱归一化”波函数。波函数。“归一化归一化”的自由粒子波函数：的自由粒子波函数：为为回回到到原原来来理理想想平平面面波波的的情情况况，只只要要在在用用箱箱归一化波函数所得结果中，令归一化波函数所得结果中，令L就可以了。就可以了。35