2022-2023學(xué)年高二物理競(jìng)賽課件：德布羅意波函數(shù)的統(tǒng)計(jì)解釋

德布羅意波函數(shù)的統(tǒng)計(jì)解釋1.德布羅意假設(shè)實(shí)物粒子具有波粒二象性.德布羅意公式德布羅意波德布羅意波（物質(zhì)波）1.德布羅意假設(shè)實(shí)物粒子具有波粒二象性.討論:德布羅意公式1）宏觀物體的德布羅意波長(zhǎng)很小，實(shí)驗(yàn)難以測(cè)量，因此宏觀物體僅表現(xiàn)出粒子性。德布羅意波（物質(zhì)波）2）從德布羅意波導(dǎo)出氫原子玻爾理論中的角動(dòng)量量子化條件（1）戴維孫—革末電子衍射實(shí)驗(yàn)（1927年,1937NobelPrize）檢測(cè)器電子束散射線電子被鎳晶體衍射實(shí)驗(yàn)MK電子槍電子探測(cè)器中電流最大d電子束透過多晶鋁箔的衍射K（2）G.P.Thomson電子衍射實(shí)驗(yàn)(

1927年)（3）電子雙縫干涉實(shí)驗(yàn)(

1961年，約恩孫)3.德布羅意波的物理意義

1926

年玻恩提出:德布羅意波是概率波

.（1954NobelPrize）統(tǒng)計(jì)解釋：在某處德布羅意波的強(qiáng)度是與粒子在該處附近出現(xiàn)的概率成正比.德布羅意本人認(rèn)為：這種波是引導(dǎo)粒子運(yùn)動(dòng)的

“導(dǎo)波”，是虛擬的和非物質(zhì)的.說明：（1）德布羅意波與經(jīng)典波不同。（2）微觀粒子與經(jīng)典粒子也不同。經(jīng)典波是振動(dòng)狀態(tài)的傳播；德布羅意波是大量微觀粒子運(yùn)動(dòng)的統(tǒng)計(jì)描述。具有一定動(dòng)量的經(jīng)典粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡是確定的；具有一定動(dòng)量的微觀粒子其位置是隨機(jī)的！3.德布羅意波的物理意義由于微觀粒子具有波粒二象性，其位置與動(dòng)量不能同時(shí)確定.所以已無法用經(jīng)典物理方法去描述其運(yùn)動(dòng)狀態(tài).

用波函數(shù)來描述微觀粒子的運(yùn)動(dòng).波函數(shù)(1)經(jīng)典的波與波函數(shù)

電磁波

機(jī)械波

經(jīng)典波為實(shí)函數(shù)(2)量子力學(xué)波函數(shù)(復(fù)函數(shù))描述微觀粒子運(yùn)動(dòng)的波函數(shù)微觀粒子的波粒二象性自由粒子的能量和動(dòng)量是確定的，其德布羅意頻率和波長(zhǎng)不變，可認(rèn)為是一平面單色波.波列無限長(zhǎng)，根據(jù)不確定原理，粒子在x方向上的位置完全不確定.

自由粒子平面波函數(shù)2

波函數(shù)的統(tǒng)計(jì)意義概率密度表示在某處單位體積內(nèi)粒子出現(xiàn)的概率正實(shí)數(shù)

某一時(shí)刻出現(xiàn)在某點(diǎn)附近在體積元中的粒子的概率為可見，德布羅意波(或物質(zhì)波)與機(jī)械波、電磁波不同，是一種概率波.標(biāo)準(zhǔn)條