粒子的波动性
量子力学中的粒子波动性为什么粒子可以表现出波动特性
量子力学中的粒子波动性为什么粒子可以表现出波动特性在量子力学中，粒子的波动性是指粒子展现出波动特性的现象，即粒子具有波粒二象性。
尽管粒子常被认为是具有确定位置和动量的实体，但在微观世界中，粒子的行为却更接近波动。
这种波动性的存在是建立在量子力学的基础上的，既通过实验观测得到的结果，也通过数学上的推导加以证实。
本文将探讨粒子波动性的原理以及为什么粒子可以表现出波动特性。
一、波粒二象性的原理量子力学揭示了宇宙微观世界的奇特现象和行为规律，其中最重要的基础概念之一就是波粒二象性。
粒子的波粒二象性意味着粒子既可以呈现出粒子的特性，如位置的局域性，又可以呈现出波的特性，如干涉和衍射等。
这种二象性的原理可以通过著名的双缝实验来解释。
在双缝实验中，一束光线通过两个狭缝投射到屏幕上，观察到形成的干涉条纹。
当光通过狭缝时，光的波动性会使得光通过两个狭缝后发生干涉，形成明暗交替的条纹。
然而，当用粒子来解释光的行为时，应该会形成两个亮度较高的斑点。
然而，实验证明，光实际上显示出类似波动的干涉条纹，这就暗示着粒子的波动性。
二、薛定谔方程与波函数量子力学的基础是薛定谔方程，它描述了量子系统的波函数的演化过程。
薛定谔方程是一个偏微分方程，可以用来描述粒子在各种势场中的行为。
而波函数则是这个方程的解，它描述了粒子的状态和性质。
在波函数的解释中，波函数的模的平方被理解为粒子出现在空间中的概率分布。
根据波函数的特性，我们可以计算出粒子在空间的位置、动量、能量等信息。
然而，波函数本身并不能被直接观测到，只能通过测量和实验来获取相关信息。
三、测量与波函数坍缩在量子力学中，测量操作是不可逆的，即对粒子的测量会导致波函数的坍缩。
波函数坍缩意味着粒子的状态从一个可能性变为确定性。
例如，在测量粒子的位置时，波函数会坍缩成该位置的一个delta函数，表明粒子在该位置处。
波函数的坍缩是波粒二象性的关键之一。
在粒子被观测之前，其波函数代表着粒子的可能位置和性质的概率分布，表现出波动性。
粒子的波动性德布罗意波长与实验测量
粒子的波动性德布罗意波长与实验测量波粒二象性是物理学上的一个重要概念，它指的是微观粒子既可以表现出粒子特性，又可以表现出波动特性。
德布罗意提出的德布罗意假设进一步阐述了波粒二象性的概念，即任何物质粒子具有波动性，并且由该假设可以计算出粒子的波长，即德布罗意波长。
本文将探讨粒子的波动性、德布罗意波长以及实验测量的方法和意义。
一、粒子的波动性在古典物理学中，物体被视为质点或粒子，其运动和行为可以通过经典力学方程进行描述和解释。
然而，当科学家们开始研究微观世界时，他们发现经典力学无法很好地解释某些现象，如光的波动特性以及电子和其他微观粒子的行为。
通过实验证据，科学家们发现微观粒子具有波动性。
例如，当电子经过一个狭缝或者障碍物时，会出现干涉和衍射现象，这与光波的行为类似。
这种波动性表明微观粒子像波一样具有干涉和衍射的特性，并不仅仅是质点的行为。
二、德布罗意波长的概念德布罗意假设认为，任何物质粒子都具有波动性，其波长可以通过如下公式计算得出：λ = h / p其中，λ表示德布罗意波长，h表示普朗克常数，p表示粒子的动量。
这个公式告诉我们，波长与动量成反比，动量越大，波长越短，反之亦然。
德布罗意波长的引入使得我们可以用波动模型来描述微观粒子的行为，进一步推动了量子力学的发展。
三、实验测量德布罗意波长实验测量粒子的德布罗意波长是验证波粒二象性的关键方法之一。
目前常用的实验方法主要有电子衍射实验和中子衍射实验。
电子衍射实验利用电子束通过晶体或者狭缝时产生的衍射现象，根据衍射的角度和衍射图案可以得到电子的德布罗意波长。
中子衍射实验则利用中子束通过晶体的衍射现象进行测量。
通过这些实验，科学家们验证了德布罗意波长的存在，并且验证了微观粒子的波动性。
四、意义和应用粒子的波动性和德布罗意波长的研究对于理解微观世界的行为和现象有着重要意义。
它揭示了物质粒子本质上的波动特性，并且与经典力学的观念形成鲜明对比。
在实际应用中，德布罗意波长的测量可以用于确定粒子的动量、质量等特性，并且在材料科学、凝聚态物理学等领域有重要的应用。
粒子的波动性质
粒子的波动性质粒子的波动性质是指微观粒子在特定实验条件下表现出波动特征的现象。
这一性质的发现和理解对于量子力学的发展具有重要意义。
本文将探讨粒子的波动性质的基本原理、实验验证以及其在实际应用中的重要性。
一、波粒二象性原理在经典物理学中，物质被认为只存在粒子性质，而在20世纪初，科学家们发现微观粒子也表现出了波动性质。
这一发现颠覆了人们对物质性质的认识，提出了波粒二象性原理。
根据波粒二象性原理，微观粒子既可以以粒子的形式存在，也可以以波动的形式运动。
具体来说，粒子在物质粒子间时表现为实体、质点状，而在碰撞区域则会表现出波动特征。
这一原理通过波函数描述了粒子的运动状态，其中的波动性质可以通过实验进行验证。
二、波动性质的实验验证为了验证粒子的波动性质，科学家们进行了许多重要的实验，其中包括著名的双缝干涉实验和光电效应实验。
1. 双缝干涉实验双缝干涉实验是用来研究波动性质的最典型实验之一。
在实验装置中，通过将光线或电子束射向两个狭缝，并在接收屏幕上观察到干涉条纹。
这些干涉条纹的出现显示了粒子在经过两个缝隙后的波动特性，包括衍射和干涉现象。
2. 光电效应实验光电效应实验则是用来验证粒子的波动性质和粒子性质之间的相互关系。
实验中，科学家们发现当光射向金属表面时，可以观察到光电子被“打出”金属并形成电流的现象。
这一实验结果进一步证明了粒子的波动性质和光子的粒子性质之间的联系。
通过这些实验的验证，我们可以得出结论：微观粒子在一定条件下既可以表现出粒子的性质，也可以表现出波动的性质。
这一发现对于量子力学理论的发展具有重要意义。
三、波动性质的应用粒子的波动性质不仅仅是一种理论探讨，它在现实生活和科学研究中也有着广泛的应用。
1. 波动性质在材料科学中的应用粒子的波动性质在材料科学领域的应用具有重要意义。
例如，通过调节粒子波长，可以研究材料的结构和表面形态，进而改善材料的物理性能和化学反应行为。
这为开发新型材料以满足不同需求提供了理论指导。
人教版高中物理选修3-5课件：17-3粒子的波动性 (共53张PPT)
【规范解答】
一切光都具有波粒二象性，光的有些行为
(如干涉、衍射)表现出波动性，光的有些行为(如光电效应)表现 出粒子性，所以不能说有的光是波，有的光是粒子． 虽然光子与电子都是微观粒子，但电子是实物粒子，有静 止质量，光子不是实物粒子，没有静止质量；电子是以实物形 式存在的物质，光子是以场形式存在的物质，所以不能说光子 与电子是同样的一种粒子．
2．德布罗意认为任何运动着的物体均有波动性，可是我们 观察运动着的汽车(如图所示)，并未感到它的波动性．你如何 理解该问题？请与同学交流自己的看法． 提示：一切微观粒子都存在波动性，宏观物体(汽车)也存 在波动性，只是因为宏观物体质量大、动量大、波长短，难以 观测．
3．为什么德布罗意波观点很难通过实验验证？又是在怎样 的条件下使实物粒子的波动性得到了验证？ 提示：因为宏观物体对应的德布罗意波的波长很短，所以 通常情况下，我们很难观察到其波动性；而当一个原来静止的 电子，在经过100 V电压加速后，德布罗意波长约为0.12 nm， 因此有可能观察到电子的波动性.
要点二 对物质波的理解
1.物质的分类 (1)由分子、原子、电子、质子及由这些粒子组成的物质； (2)“场”也是物质，像电场、磁场、电磁场这种看不见 的，不是由实物粒子组成的，而是一种客观存在的特殊物质．
2．物质波的普遍性 任何物体，小到电子、质子，大到行星、太阳都存在波动 性，我们之所以观察不到宏观物体的波动性，是因为宏观物体 对应的波长太小的缘故． 3．分析求解物质波问题的方法 (1)根据已知条件，写出宏观物体或微观粒子动量的表达式 p＝mv. h (2)根据德布罗意波长公式λ＝ p求解．
2．光子的能量和动量 (1)能量：e＝ hν ；
h (2)动量：p＝ λ
粒子的波动性质与不确定性原理
粒子的波动性质与不确定性原理引言：在量子物理学中，粒子既表现出粒子性，也表现出波动性。
这种粒子同时具有波动性的特性，被称为“粒子的波动性”。
粒子的波动性与不确定性原理密切相关，它们是量子力学理论的基石。
一、波粒二象性的发现1. 物质波的理论提出20世纪初，法国物理学家路易·德布罗意通过对光电效应进行研究，提出了“物质波”的理论。
他认为，物质不仅具有粒子性，还具有波动性，粒子的运动可以看作是一种波的传播。
2. 实验验证为了验证德布罗意的理论，科学家进行了一系列实验。
其中最著名的是戴维森-革末实验，通过对电子的衍射和干涉现象的观察，成功地证实了电子具有波动性。
二、粒子的波动性质1. 行波性质粒子的波动性最直观的表现就是其行波性质。
根据波动理论，粒子可以看作是一种波的传播，在空间中呈现出行波的形态。
2. 干涉和衍射现象波动性质使得粒子在经过狭缝或缝隙时会出现干涉和衍射现象。
这些现象反映了粒子波动的特性，对于证实粒子的波动性起到了重要的作用。
三、不确定性原理1. 不确定性原理的提出不确定性原理是由德国物理学家海森堡于1927年提出的。
该原理认为，对于同一粒子的某一属性，如位置和动量，无法同时确定其精确值，只能确定其可能存在于某一范围内。
2. 数学表达不确定性原理由数学表达为Δx∙Δp ≥ ħ/2，其中Δx表示位置的不确定度，Δp表示动量的不确定度，ħ为普朗克常量。
四、波动性与不确定性原理的关系波动性质和不确定性原理是相互关联的。
“波动性质”是对粒子本身性质的描述，而“不确定性原理”则是对我们观察或测量过程中的局限性的描述。
1. 观测过程的干扰由于我们无法完全摆脱测量设备的限制，观测过程会对粒子产生不可避免的扰动，导致我们无法同时准确测量粒子的位置和动量。
2. 波粒二象性的统一波动性质和不确定性原理的引入，使得我们对粒子本质的认识发生了革命性的变化。
它们揭示了物质的微观世界并非我们所熟悉的经典物理学所能描述，而需要借助量子力学的理论框架。
量子力学中粒子的波动性与粒子性
量子力学中粒子的波动性与粒子性量子力学是一门研究微观世界的科学，它揭示了物质的微粒性和波动性这两个看似矛盾但却共存的特性。
在传统物理学中，人们往往习惯于将物质看作是粒子，具有明确的位置和速度。
然而，在量子力学的框架下，我们必须采用波动-粒子二象性来解释微观世界的现象。
首先，让我们来探讨粒子的波动性。
根据波动粒子二象性的原理，我们可以将粒子看作是具有波动特性的实体。
根据德布罗意假设，所有的物质都具有波动性，而波长与运动物体的动量成反比。
这一假设得到实验证实，例如在电子衍射实验中，通过经过适当孔径的屏幕探测到的电子形成了干涉和衍射图样，这与光的波动性现象非常相似。
同时，粒子的波动性在实际环境中也得到了广泛应用。
例如，在电子显微镜中，电子的波动性使得我们能够观察到高分辨率的微观结构，这是光学显微镜所无法实现的。
此外，粒子的波动性还与量子计算和量子通信等领域息息相关，为未来的科技发展带来了许多新的可能性。
然而，我们不能忽视粒子的粒子性。
粒子性是指物质具有一定的位置和动量，可以通过具体的实验测量获得。
当我们进行粒子鉴别实验时，粒子的波动性显得不明显，而其粒子性则变得清晰可见。
例如利用电子束轰击样品，我们可以得到原子的散射图案，通过这些图案可以了解原子的位置和形状等粒子性质。
在实践应用方面，粒子的粒子性在现代技术中起到了关键作用。
例如在X射线技术中，通过控制X射线的粒子性质，可以对物质进行成像和分析，这在医学诊断和材料表征中都有广泛的应用。
另外，粒子的粒子性还被用于工业领域的材料表面分析、矿石勘探等。
粒子的波动性与粒子性的共存，使得量子力学具有了独特的解释力。
波动粒子二象性的概念使我们不再简单地将物质看作是一种独立的实体，而是一种同时具有波特性和粒特性的物质。
波动性和粒子性是相互补充的，正是这种特性使得量子力学能够解释许多微观世界中的奇异现象，例如量子隧穿效应和量子纠缠等。
事实上，粒子的波动性与粒子性背后的数学形式也具备一定的深度。
4.5粒子的波动性和量子力学的建立
2.粒子的波动性
1）德布罗意波： 每一个运动的粒子都与对应的波长相联系，这种与实物粒子
相联系的波，我们管这种波叫德布罗意波，也叫物质波.
2）物质波的波长： h
p3）Leabharlann 质波的频率： h1924年，德布罗意在博士学位论文中 提出假设：实物粒子也具有波动性。这被认 为是“没有科学特征的狂想曲”，看似疯狂， 却能站得住脚。
不会.因为宏观的子弹质量、速度大，动量大，德布罗意波长非常小
4.我们能感知光现象，是因为我们接收到了一定能量的光.一个频率是106Hz的 无线电波的光子的能量是多大？一个频率是6×1014Hz的绿色光子和1018的γ光子 的能量各是多大？结合以上光子能量的大小，从概率波的角度说明，为什么低 频电磁波的波动性显著而高频电磁波的粒子性显著.
同构成了20世纪以来物理学的基础。
5．量子力学的应用 1)量子力学推动了核物理和粒子物理的发展。
2)量子力学推动了原子、分子物理和光学的发展。
3)量子力学推动了固体物理的发展。
课堂小结
一、粒子的波动性
h
p h
二、量子力学的建立和应用
1.建立
2.意义 3.应用
课堂练习
1.根据什么说光具有波粒二象性？
长短.由概率波的波粒二象性特点可知，低频电磁波波动性显著，高频电磁波的粒子性显著.
再见
1881-1958，美国
G.P.汤姆孙
1892-1975，英国
3）说明
①中子、质子、原子、分子具有波动性，
h
和
p
h
的关系同样正确。
②宏观物体动量很大，德布罗意波的波长很短，根本无法观察到波动性。
4）德布罗意提出物质波的观念被证实，表明实物粒子也具有波粒二象性。
17.3 粒子的波动性课件1 新人教版选修3-5课件
分类例析
对物质波的理解与计算
【典例2】 一颗质量为5 kg的炮弹． (1)以200 m/s的速度运动时，它的德布罗意波长为多大？ (2)若要使它的德布罗意波长与波长是 400 nm的紫光波长相 等，则它必须以多大的速度运动？
分类例析
【变式2】 关于物质波，下列认识中错误的是
(
)．
A．任何运动的物体(质点)都伴随一种波，这种波叫物质波
B．X射线的衍射实验，证实了物质波假设是正确的
C．电子的衍射实验，证实了物质波假设是正确的
D ．宏观物体尽管可以看作物质波，但它们不具有干涉、
衍射等现象
分类例析
解析 根据德布罗意物质波理论可知，任何一个运动的物体， 小到电子、质子，大到行星、太阳，都有一种波与之相对应， 这种波就叫物质波，可见，A选项是正确的；由于X射线本身 就是一种波，而不是实物粒子，故X射线的衍射现象并不能证 实物质波理论的正确性，即B选项错误；电子是一种实物粒子， 电子的衍射现象表明运动着的实物粒子具有波动性，故C选项 是正确的；由电子穿过铝箔的衍射实验知，少量电子穿过铝 箔后所落位置是散乱的，无规律的，但大量电子穿过铝箔后 落的位置则呈现出衍射图样，即大量电子的行为表现出电子 的波动性，干涉、衍射是波的特有现象，只要是波，都会发 生干涉、衍射现象，故选项D错误．综合以上分析知，本题应 选B、D. 答案 BD
(2)3.3×10－28 m/s
分类例析
借题发挥 明确德布罗意波的含义，正确应用公式 实物粒子也具有波动性，这种波称之为物质波，也叫德布 h h E 罗意波．物质波波长 λ＝p＝mv＝ ，公式中 λ 为德布罗 pν 意波波长，h 为普朗克常量，p 为粒子动量．对物理原理 公式的理解关键在于对各物理量意义的理解．
粒子的波动性
4
9
4.德布罗意波的实验验证
U X 射线照在晶体上可以产 K 生衍射，电子打在晶体上也能 D 观察电子衍射。 电子束 1. 电子衍射实验1 1927年 C.J.戴维森与 G.P.革末作电子衍射实验，验 证电子具有波动性。 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 镍单晶 和衍射理论给以解释，从 而验证了物质波的存在。
a
其第一级暗纹的衍射角满足：
o
x
a x
Px y
电子通过单缝后，由于衍射的 作用，获得 x方向动量 Px，
P 在x方向的动量的不确定量为： Px P sin 1 x 代入德布罗意关系： h 13 P
0 px p sin 1
h Px x
即
x px h
1.8 10
32
kg m s
1
x px x 5.89103 m Px
16
（2）子弹位置的不确定度
子弹动量不确定度
Px P 0.01％ mv 0.01 %
0.01 200 0.01 %
子弹 x 10
2.0 10 kg m s x 5.251031 m Px
§17.3 粒子的波动性
1
一、德布罗意物质波的假设
1.物质波的引入 光具有粒子性，又具有波动性。
光子能量和动量为 E h
P
h
h m c
上面两式左边是描写粒子性的 E、P；右边是描 写波动性的 、。 将光的粒子性与波动性联系起来。 1923年，德布罗意最早想到了这个问题，并且大 胆地设想，对于光子的波粒二象性会不会也适用于 实物粒子。 一切实物粒子都有具有波粒二象性。 实物粒子：静止质量不为零的那些微观粒子。
量子物理学中的粒子波动性
量子物理学中的粒子波动性量子物理学是研究微观领域的物理学分支，它揭示了微观世界的奇妙特性。
其中一个重要的概念是粒子的波动性，即粒子既可以表现为粒子的特性，也可以表现为波动的特性。
这一概念在量子力学的发展中起到了至关重要的作用。
在经典物理学中，我们通常将物质看作是由粒子组成的，这些粒子在空间中运动，并具有确定的位置和动量。
然而，当我们进入到微观领域时，事情变得复杂起来。
根据量子力学的原理，粒子的位置和动量不能同时被精确地确定，存在一定的不确定性。
这就是著名的海森堡不确定性原理。
粒子的波动性是由德布罗意提出的。
他假设粒子不仅具有粒子的特性，还具有波动的特性。
根据德布罗意的理论，每个粒子都有一个与其相关的波长，称为德布罗意波长。
德布罗意波长与粒子的动量成反比，即动量越大，德布罗意波长越短。
这意味着具有较高动量的粒子具有更短的波长，表现出更明显的波动性。
实验证实了粒子的波动性。
例如，双缝干涉实验是一个经典的实验，用来展示粒子的波动性。
在这个实验中，一个光源照射到一个屏幕上，屏幕上有两个狭缝。
当光通过这两个狭缝时，它们会形成干涉图案。
这表明光既具有粒子的特性，也具有波动的特性。
类似地，电子和其他微观粒子也可以表现出波动性。
实验证实了电子通过双缝干涉实验也会形成干涉图案。
这表明微观粒子也具有波动性，不仅仅是光。
粒子的波动性对于量子物理学的发展有着深远的影响。
它引导了波函数的概念，波函数描述了粒子的状态。
根据波函数，我们可以计算出粒子在不同位置的概率分布。
这与经典物理学中的粒子轨道的概念有所不同。
在量子物理学中，粒子的位置是以概率的形式存在的，而不是确定的。
粒子的波动性还解释了一些奇妙的现象，例如量子隧穿效应。
量子隧穿是指粒子能够穿过经典物理学中被认为是不可逾越的势垒。
根据经典物理学的观点，粒子没有足够的能量无法克服势垒，但根据量子物理学的观点，粒子的波动性使其有一定的概率穿过势垒。
粒子的波动性还与量子纠缠密切相关。
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光子的能量 Eh
光子的动量
P h
动量和能量是描述粒子性的,频率和波长则是用来
描述波动性的.h架起了粒子性和波动性之间的桥
梁。实物粒子有无波动性呢？
二.粒子的波动性
德布罗意原来学习历史，后来改学理 论物理学。他善于用历史的观点，用对 比的方法分析问题。
他认为，“整个世纪以来（指19世纪） 在光学上,与波动方面的研究相比，忽视 了粒子方面的研究;而在实物粒子的研究 上，是否发生了相反的错误呢？是不是 德布罗意法国物理 我们把粒子方面的图象想得太多，而忽 学家，1929年诺贝尔 略了波的现象” 物理学奖获得者，波
动力学的创始人，量 他提出假设:实物粒子也具有波动性
1、光学显微镜的原理 使用无限远光学系统的显微镜主要由物
镜、管镜和目镜组成。标本经物镜和管镜放 大后，形成放大倒立的实象；实象经目镜再 次放大后，形成放大的虚象。
2、电子显微镜的原理 电子显微镜是根据电子光学原理，用电子
束和电子透镜代替光束和光学透镜，使物质 的细微结构在非常高的放大倍数下成像的仪 器。
物质波的理解与计算
例2 一质量为450 g的足球以10 m/s的速度在空 中飞行；一个初速度为零的电子，通过电压为 100 V的电场加速．试分别计算它们的德布罗意 波长．其中，电子质量为9.1×10－31 kg，普朗 克常量h＝6.63×10－34 J·s.
波长： h P
频率:
h
这种与实物粒子相联系的波后来称为 德布罗意波，也叫物质波。
物质波波长：
h h
p mv
为德布罗意波长，h为普朗克常量，p为
粒子动量。
１.下列说法正确的是( ) A．有的光是波，有的光是粒子 B．光子与电子是同样的一种粒子 C．光的波长越长，其波动性具有波动性
除了电子以外， 后来还陆续证实 了质子，中子， 以及原子的波动 性。
电子束穿过铝箔后的衍射图像
类似的实验：
1927年，汤姆逊电子衍射实验 1960年， 电子双缝干涉实验 后来的实验证明原子、分子、中子等微观粒子也具有 波动性。
德布罗意公式成为揭示微观粒子波粒二象性 的统一性的基本公式.
1927年，G.P.汤姆孙令一电子束通过薄铝箔，结果发现， 同X射线一样，也能得到清晰的电子衍射图样。
X射线衍射
电子衍射
微观粒子具有波粒二象性的理论得到了公认。电子衍射、中
子衍射、原子和分子束在晶体表面散射所产生的衍射实验都获得 了成功。
UO2晶体的电子衍射
NaCl晶体的中子衍射
子弹:质量为m=10-2Kg, 电子:质量为m=9.110速度v=5.0102m/s，对 31Kg，速度v=5.0107m/s,
粒子的波动性
光的本性
托马斯·杨
菲涅耳 衍射实验
赫兹 电磁波实验
惠更斯 双缝干涉 波动说 实验
麦克斯韦 电磁说
波 动 性
1690 1672
1801 1814
1864 1888 1905
……….
T/年
牛顿 微粒说
赫兹
爱因斯坦
发现光电效应 光子说
粒 子 性
牛顿微粒说 占主导地位
波动说 渐成真理
一.光的波粒二象性
光学显微镜
扫描式电子显微镜
电子显微镜
课堂小结
光是一种波，同时也是一种粒子，光 具有波粒二象性。 光子的能量与动量之间的关系： ε=hγ P=h/ λ
两式的物理量ε和p描述光的粒子性， γ和λ描述光的波动性。
实物粒子也具有波动性
一个能量为E、动量为 p 的实物粒子 同时具有波动性，动量为 P 的粒子
解析：选C.光同时具有波动性和粒子性，只是 在有的情况下波动性更显著，有的情况下粒子 性更显著．波长越长，波动性就更显著，粒子 性就越不明显，波长越短，粒子性就更显著， 波动性就越不明显，只有C选项正确．
变式训练2 根据物质波理论，以下说法中正 确的是( ) A．微观粒子有波动性，宏观物体没有波动性 B．宏观物体和微观粒子都具有波动性 C．宏观物体的波动性不易被人观察到是因为
应的德布罗意波长为： 对应的德布罗意波长为：
h 1.31025nm h 1.4102nm
mv
mv
太小测不到！
宏观物体波动性 不明显
X射线波段
微观粒子波动性 明显
对德布罗意物质波的理解 1．任何物体，小到电子、质子，大到行星、太阳 都存在波动性，我们之所以观察不到宏观物体的波 动性，是因为宏观物体对应的波长太小的缘故． 2．德布罗意波是一种概率波，粒子在空间各处出 现的概率受波动规律支配，不要以宏观观点中的波 来理解德布罗意波． 3．德布罗意假说是光子的波粒二象性的一种推广 ，使之包括了所有的物质粒子，即光子与实物粒子 都具有粒子性，又都具有波动性，与光子对应的波 是电磁波，与实物粒子对应的波是物质波．
子力学的奠基人之一。
能量为ε、动量为p的粒子与频率为v、波 长为的波相联系，并遵从以下关系：
V =ε/ h
=h / p
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。
三.物质波的实验验证
实验验证的思路：
光的干涉和衍射现象是光具有波动性的有力证据。 因此，如果电子、质子等实物粒子也真具有波动性， 那么它们就应该像光波那样也能发生干涉和衍射。
它的波长太长 D．速度相同的质子和电子相比，电子的波动 性更为明显
解析：选BD.一切运动的物体都有一种物质波 与它对应，所以宏观物体和微观粒子都具有波 动性，A选项错误，B选项正确．宏观物体的 物质波波长很短，不易观察到它的波动性，所 以C选项错误．速度相同的质子与电子相比， 电子质量小，物质波波长更长，所以电子波动 性更明显，所以D选项正确．
宏观物体的波长比微观粒子的波长小得多，这在生 活中很难找到能发生衍射的障碍物，所以我们并不认为 它有波动性．作为微观粒子的电子，其德布罗意波波长 为10－10m数量级，找与之相匹配的障碍物也非易事．
在伦琴射线的研究中找到突破 ，证实伦琴射 线是电磁波，考虑到电子的德布罗意波长与伦琴 射线的波长具有相近的数量级，1927年戴维孙和 汤姆孙分别利用晶体进行了电子束衍射实验，从 而证实了电子的波动性．说明电子具有波粒二象 性．他们为此获 1937 年诺贝尔物理学奖。