科普课件_德布罗格里假说

De Broglie假说提出,所有物质都表现出类似波浪的特性,并将观察到的物质波长与其动量联系起来。在Albert Einstein'光子理论被接受之后,问题变成了这是否仅适用于光或材料物体是否也表现出波浪状行为。这是De Broglie假设是如何发展的。

De Broglie's论文

法国物理学家路易斯·德布罗格利(Louis de Broglie)在1923年(或1924年,取决于来源)博士论文中做出了大胆的断言。考虑到爱因斯坦和#39;波长λ与动量p的关系,de Broglie提出这种关系将决定任何物质的波长,关系如下:

lambda=h/p

回想一下h是普朗克's常数

该波长称为de Broglie波长。他在能量方程上选择动量方程的原因是,无论如何,E应该是总能量,动能还是总相对论能量尚不清楚。对于光子来说,它们都是一样的,但事实并非如此。

然而,假设动量关系,可以使用动能E推导出频率f的类似de Broglie关系:

f=E/h

替代配方

De Broglie's关系有时用Dirac's常数表示,h-bar=h/(2pi),角频率w和波数k

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p=h-bar*kE

=h科普课件-bar*w

实验确认

1927年,贝尔实验室的物理学家克林顿·戴维森(Clinton Davisson)和莱斯特·杰默(Lester Germer)在那里进行了一次实验d结晶镍靶上的电子。所得的衍射图与de Broglie波长的预测相符。De Broglie因其理论获得1929年诺贝尔奖(这是**次获得博士学位论文),Davisson/Germer于1937年共同赢得了电子衍射的实验发现(从而证明了De Broglie');s假设)。

进一步的实验使de Broglie'假设成立,包括双狭缝实验的量子变体。1999年的衍射实验证实了与巴克斯球一样大的分子行为的de Broglie波长,巴克斯球是由60个或更多个碳原子组成的复杂分子。

de Broglie Hypothesis

的意义

de Broglie假说表明,波浪粒子的二重性不仅仅是光的异常行为,而是辐射和物质所表现出的基本原理。因此,只要适当地应用de Broglie波长,就可以使用波方程来描述材料行为。这对量子力学的发展至关重要。它现在是原子结构和粒子物理理论的组成部分。

宏观对象和波长

尽管de Broglie's假设可以预测任何大小的波长,但它何时有用存在实际限制。投手投掷的棒球的去布罗格波长小于质子直径约20个数量级。宏观物体的波浪方面如此之小,以至于在任何有用的意义上都无法观察到,尽管对缪斯很感兴趣。

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