光的本性和粒子的波動性

1、光的本性,有記者曾問英國物理學(xué)家、諾貝爾獲獎?wù)卟祭窠淌冢汗馐遣ㄟ€是粒子？ 布拉格幽默地回答道：“星期一、三、五它是一個波，星期二、四、六它是一個粒子，星期天物理學(xué)家休息。” 如果你是布拉格教授，將如何機智地回答？ 那么光的本性到底是什么？,光的本性,光學(xué)發(fā)展史,T/年,波動性,粒子性,光的干涉,光的衍射,光電效應(yīng),康普頓效應(yīng),、,密立根 光電效應(yīng)實驗,光學(xué)發(fā)展史,T/年,波動性,粒子性,1801,托馬斯楊 雙縫干涉 實驗,1814,菲涅耳 衍射實驗,赫茲 電磁波實驗,赫茲 發(fā)現(xiàn)光電效應(yīng),康普頓效應(yīng),牛頓微粒說占主導(dǎo)地位,波動說 漸成真理,T/年,波動性,粒子性,光既具有粒子性，又具有波動性。

2、,光學(xué)發(fā)展史,粒子性,波動性,（具有能量）,（具有頻率）,（具有動量）,h架起了粒子性與波動性之間的橋梁,一.光的波粒二象性,（具有波長）,T/年,波動性,粒子性,光既具有粒子性，又具有波動性。,實物粒子既具有粒子性，也具有波動性。,二.粒子的波粒二象性,德布羅意原來學(xué)習(xí)歷史，后來改學(xué)理論物理學(xué)。他善于用歷史的觀點，用類比方法分析問題。 1924年，他考慮到普朗克量子愛因斯坦光子理論的成功在博士論文關(guān)于量子理論的研究中大膽地把光的波粒二象性推廣實物粒子，如電子，質(zhì)子等。于是他提出實物粒子也具有波動性。這種與實物粒子相聯(lián)系的波稱為德布羅意波. 愛因斯坦覺察到德布羅意物質(zhì)波思想的重大意義，譽之為“

3、揭開一幅大幕的一角”。,法國物理學(xué)家，1929年諾貝爾物理學(xué)獎獲得者，波動力學(xué)的創(chuàng)始人，量子力學(xué)的奠基人之一。,二.粒子的波粒二象性,粒子的波動性,光(波)具有粒子性,一.德布羅意假設(shè), 那么實物粒子也應(yīng)具有波動性。,實物粒子具有波動性嗎?,L.V. de Broglie （法，18921986）,從自然界的對稱性出發(fā)，認為：,既然光(波)具有粒子性,1924.11.29德布洛意把題為“量子理論的研究”,的博士論文提交巴黎大學(xué)。,實物粒子的波動性,與粒子相聯(lián)系的波稱為物質(zhì)波,或德布羅意波，,一個能量為E、動量為 p 的實物粒子同時 具有波動性，,他在論文中指出：,關(guān)系與光子一樣：,它的波長、頻率 和 E、p的,愛因斯坦 德布羅意關(guān)系式,朗之萬把德布洛意的文章寄給愛因斯坦，,愛因斯坦稱贊說： “揭開了自然界巨大帷幕的一角” “瞧瞧吧，看來瘋狂，可真是站得住腳呢”,論文獲得了評委會的高度評價。,1927年 G.P.湯姆遜（J.J.湯姆遜之子） 也獨立完成了電子衍射實驗。與 C.J.戴維森共獲 1937 年諾貝爾物理學(xué)獎。,1. 電子衍射實驗,電子束在穿過細晶體粉末或薄金屬片后，也象X射線一樣產(chǎn)生衍射現(xiàn)象。,此后，人們相繼證實了原子、分子、中子等都具有波動性。,