1一. 德布罗意假设光(波)具有粒子性， 实物粒子是否具有波动性?L.V. de Broglie （法，1892-1986）一个总能量为E（包括静能在内）,动量为 P 的 实物粒子同时具有波动性, 且:1924.11.29. 德布洛意把 题为“量子理论的研究”的博士论文提交巴黎大学:1.5 粒子的波动性2有限空间能稳定存在的波 必是驻波。r他用物质波的概念成功地解释了玻尔提出的轨道量子化条件： （n=1,2,）？ 德布罗意波长。与粒子相联系的波称为物质波，或德布罗意波。3经爱因斯坦的推荐，物质波理论受到了关注，物理学家们纷纷做起了电子衍射实验。论文答辩会上有人问: “这种波怎样用实验来证实呢？！”德布洛意答： “用电子在晶体上的衍射实验可以证实。”爱因斯坦对此论文评价极高，说：“他揭开了自然界舞台上巨大帷幕的一角！”导师朗之万把德布洛意的文章寄给爱因斯坦，41. 戴维逊革末实验（1927年）真空电子枪掠射角INi单晶U实验装置示意图（测电子波长、电子束强度）估算电子的波长:()得二.实验验证电子衍射实验5=C，2C,3C, 此时电表中应出现 最大的电流。即C实验结果:C C C CI()若 U=100伏 =1.225 - 在X射线波段假如电子具有波动性，应满足布喇格公式6电子通过金属多晶薄膜的衍射实验。2. G.P.汤姆逊（1927年）1927年 G.P.汤姆逊（J.J.汤姆逊之子） 也 独立完成了电子衍射实验。与 C.J.戴维森共获 1937 年诺贝尔物理学奖。演示qh71929年 德布洛意获诺贝尔物理奖。 1937年 戴维逊 与 G.P.汤姆逊获诺贝尔物理奖。 此后，又有人作出了后来实验又验证了：质子、中子和原子、分子等实物粒子都具有波动性，并都满足 德布洛意关系。电子的单缝、双缝、三缝、四缝实验：8一颗子弹、一个足球有没有波动性呢？ 估算：质量m = 0.01kg，速度 v =300m/s的子弹的德布洛意波长为 波长小到实验难以测量的程度(足球也如此)， 它们只表现出粒子性，并不是说没有波动性。波动光学几何光学 h如例2所示的电子在示波管中的运动故这时将电子看做经典粒子2) 微观粒子的力学量的不确定性意味着物理量与其不确定量的数量级相 同即P与P量级相同 r与r量级相同如例1所示的原子中运动的电子讨论33判断电子不是原子核的基本成分(电子不可能稳定在原子核内) 由不确定关系例3 不确定关系在理论上的一个历史作用分析: 原子核线度这样的动量对应的电子能量有多大？34 什么样的核可以把它束缚住呢？目前最稳定核的能量(最大的能量)是这就是说 目前还没有能量是20MeV的核结论：电子不是原子核的组成部分35tE /2例.能级寿命和能级宽度的不确定关系： 设原子处于某能级状态的寿命为 ， E /2则测得的该能级能量，必有不确定度E， E 称为该能级的自然宽度。 满足关系所以，只有基态能级的自然宽度才为零。（推导见书P35 ）（在 时间内测量能量，它都处于该能级状态）相对论改变了我们的时空观； 量子论告诉我们，不能做绝对确定性的断言， 只能做具有某种可能性的断言。三、 时间与能量的不确定关系36 E=6 10-8电子伏，试估算原子处于第一激发态的寿 命t。解:根据时间与能量的不确定关系，有:例题:某原子的第一激发态的能级宽度为37分析:根据时间与能量的不确定关系有:思考:为什么原子光谱具有一定的自然宽度？由于电子在任一激发态中都有一定的停留时间t，电 子所处的能级就会有一定的宽度，所以相应的光谱就 具有一定的宽度：E=h=hc/38不确定关系是建立在波粒二象性基础上的一条基 本客观规律，它是波粒二象性的深刻反应，也是对波 粒二象性的进一步描述。不确定关系是由物质本身固有的特性所决定的， 而不是由于仪器或测量方法的缺陷所造成的。不论测 量仪器的精度有多高，我们认识一个物理体系的精确 度也要受到限制。不确定关系说明经典描述手段对微观粒子不再适用。不确定关系指明了宏观物理与微观物理的分界线。 在某个具体问题中，粒子是否可作为经典粒子来处理 ，起关健作用的是普朗克恒量h的大小。4. 不确定关系的意义