德布罗意物质波原理是什么,请给出确切定义.

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/07/02 10:38:06
德布罗意物质波原理是什么,请给出确切定义.
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德布罗意波

1924年法国青年物理学家德布罗意在光的波粒二象性的启发下想到:自然界在许多方面都是明显地对称的,既然光具有波粒二象性,则实物粒子也应该具有波粒二象性。他假设:实物粒子也具有波动性。于是他由质能方程以及量子方程出发,推得了德布罗意波的有关公式。他发现,粒子在以v为速度运动的时候总会伴随着一个速度为c^2/v的波,这个波又因为不带任何能量与信息,所以不违反相对论。

一个实物粒子的能量为E、动量大小为p,跟它们联系的波的频率ν和波长λ的关系为

E=mc^2=hν

p=mv=h/λ

上两式称为德布罗意式。与实物粒子相联系的波称为德布罗意波。

1927年戴维孙和革末用加速后的电子投射到晶体上进行电子衍射实验,证实了电子的波动性。同年 汤姆逊做了 电子衍射实验。将电子束穿过金属片(多晶膜),在感光片上产生圆环衍射图和X光通过多晶膜产生的衍射图样极其相似.这也证实了电子的波动性。

对于实物粒子波动性的解释,是1926年玻恩提出概率波的概念而得到一致公认的。至于个别粒子在何处出现,有一定的偶然性;但是大量粒子在空间何处出现的空间分布却服从一定的统计规律。物质波的这种统计性解释把粒子的波动性和粒子性正确地联系起来了,成为量子力学的基本观点之一。

光既有波动性,也有粒子性,因此我们认为光既是波,也是粒子。

受到上述理论的启发,德布罗意提出:任何物质既有粒子性,也应该有波动性。

德布罗意物质波,既不是电磁波,也不是机械波,而是几率波,指空间中某点某时刻可能出现的几率或可能性。比如一个电子,如果是自由电子,那么它的波函数就是行波,就是说它有可能出现在空间中任何一点,每点几率相等。如果被束缚在氢原子里,并且处于基态,那么它出现在空间任何一点都有可能,但是在波尔半径处几率最大。对于你自己也一样,你也有可能出现在月球上,但是和你坐在电脑前的几率相比,是非常非常小的,以至于不可能看到这种情况。这些都是量子力学的基本概念,非常有趣。