粒子的波动性和量子力学的建立温故知新光的波粒二象性光具有波动性，又有粒子性，即波粒二象性。光在传播过程中表现出波动性，如干涉、衍射、偏振现象。光在与物质发生作用时表现出粒子性，如光电效应，康普顿效应。光子能量：粒子性波动性光子动量：新知讲解一、粒子的波动性他认为，“整个世纪以来（指19世纪）在光学中比起波动的研究方法来，如果说是过于忽视了粒子的研究方法的话，那么在实物的理论中，是否发生了相反的错误呢？是不是我们把粒子的图象想得太多，而过分忽略了波的图象呢？”德布罗（De·Broglie），法国物理学家，1929年诺贝尔物理学奖获得者，波动力学的创始人，量子力学的奠基人之一。1923年发表了题为“波和粒子”的论文，提出了物质波的概念。新知讲解一、粒子的波动性一个质量为m的实物粒子以速率ʋ运动时，即具有以能量ε和动量p所描述的粒子性，同时也具有以频率v和波长l所描述的波动性。后来，大量实验都证实了：质子、中子和原子、分子等实物微观粒子都具有波动性，并都满足德布罗意关系。一切实物粒子都具有波动性德布罗意关系新知讲解一、粒子的波动性实物粒子的波粒二象性的意思是：微观粒子既表现出粒子的特性，又表现出波动的特性。这种和实物粒子相联系的波称为德布罗意波（物质波或概率波），其波长称为德布罗意波长。典例探究例题1：试估算一个中学生在跑百米时的德布罗意波长。解：一个中学生的质量大约为m≈50kg，百米跑时的速度约为ʋ≈7m/s，由光子的动量表达式有：由计算结果看出，宏观物体的物质波波长非常小，所以很难表现出其波动性。典例探究例题2：电子动能εk=100eV；子弹动量p=6.63×106kg·m·s-1，求它们的德布罗意波长。解：因电子动能较小，速度较小，可用经典物理学求解。新知讲解由于德布罗意博士论文独创性，得到了答辩委员会的高度评价，但是人们总觉得他的想法过于玄妙，无法接受。于是，有人质问：有什么可以验证这一新的观念？X射线照在晶体上可以产生衍射，电子打在晶体上也能观察电子衍射。如果你是德布罗意，将如何验证自己的观点？新知讲解二、物质波的实验验证1927年，C.J.戴维森与雷斯特·革末做电子衍射实验，验证电子具有波动性。电子衍射实验1戴维逊和革末的实验是用电子束垂直投射到镍单晶，电子束被散射。其强度分布可用德布罗意关系和衍射理论给以解释，从而验证了物质波的存在。新知讲解二、物质波的实验验证电子束在穿过细晶体粉末或薄金属片后，也像X射线一样产生衍...
