微观粒子运动的特性.pptx

1.2微观粒子运动的特性光的干涉氢原子光谱光的衍射环纹光电效应1.2.1波粒二象性波动性：干涉、衍射光粒子性：光电效应、氢原子光谱1.2.1波粒二象性波动性：干涉、衍射光粒子性：光电效应、氢原子光谱P=h/λ光的波粒二象性的数学表达式动量P----粒子的特性，波长λ----波的特性1927年，德布罗意假定：所有的实物粒子（电子、质子、中子、原子等）都具有跟光一样的波粒二象性。即所有电子、质子、中子、原子等实物粒子都满足——德布罗意关系式：?=h/P=h/mv电子枪电子束薄晶体片感光屏幕衍射环纹1927年，Davisson和Germer应用Ni晶体进行电子衍射实验，证实电子具有波动性。实物质量m/kg速度v/(m.s-1)波长λ/pm1V电压加速的电子9.1×10-315.9×1051200100V电压加速的电子9.1×10-315.9×1061201000V电压加速的电子9.1×10-311.9×1073710000V电压加速的电子9.1×10-315.9×10712He原子（300K）6.6×10-271.4×10372Xe原子（300K）2.3×10-252.4×10212垒球2.0×10-1301.1×10-22枪弹1.0×10-21.0×1036.6×10-23实物颗粒的质量、速度与波长的关系WernerKarlHeisenberg(1901-1976)1.2.2海森堡不确定原理对于一个物体的动量(mv)的测量的偏差(?mv)和对该物体的位置(x)的测量偏差(?x)的乘积处于普朗克常数的数量级。不确定关系式：(?x)·(?mv)≥h/4?＝5.273×10-35kg·m2·s-1考察：氢原子的基态电子，速率的测量偏差?v=1%，(?mv)=1%×9.1×10-31×2.18×107kg·m/s=2×10-25kg·m/s电子的运动坐标的测量偏差:?x=5.273×10-35kg·m2·s-1/(2×10-25kg·m/s)=260×10-12m=260pm＞5×52.9pm（玻尔半径）电子是微观粒子，运动特性：量子化、波粒二象性、不确定原理。经典力学或旧量子论无法解释原子结构规律，而要用近代量子力学理论——薛定谔方程描述。