Волновые свойства микрочастиц. Волны де-Бройля

Август 2, 2022

Главная
Физика
Волновые свойства микрочастиц. Волны де-Бройля

Содержание

2. Оптико-механическая аналогия Геометрическая оптика Волновая оптика Теоретическая механика Волновая (квантовая) механика
3. Оптико-механическая аналогия Между этими двумя принципами имеется аналогия, если предположить, что (5.1) где v - фазовая
4. Гипотеза де-Бройля Де-Бройль (de Broglie L.) предположил, что коэффи-циент пропорциональности в формуле, связываю-щей импульс и фазовую
5. Коэффициент пропорциональности между энергией и частотой, согласно гипотезе де-Бройля, также должен быть таким же, как в
6. Волны де-Бройля Итак, согласно гипотезе де-Бройля (1924г, нобелевс-кая премия 1929г), микрочастицы обладают волно-выми свойствами. Длина волны
7. Волны де-Бройля и правило квантования Бора Пользуясь понятием дебройлевской длины волны, можно дать наглядное истолкова-ние правилу
8. На круговой орбите стоячая волна возникает, если на этой орбите уложится целое число длин волн де-Бройля:
9. Экспериментальные доказательства волновых свойств микрочастиц Опыты Дэвиссона и Джермера (дифракция электронов на монокристалле). Опыты Томсона (дифракция
10. Опыты Дэвиссона и Джермера (Davisson C., Germer L., 1926-1927гг)
11. Опыты Томсона (Thomson G., 1928г)
12. Дифракция электронов на тонких пленках золота (слева) и меди (справа)
13. Дифракция электронов на тонких пленках бериллия (слева) и олова (справа)
14. Опыты Штерна (Stern O., 1929г) Дифракция атомов водорода
15. Дифракция нейтронов "Брэгговский скачок" Из формулы Вульфа-Брэгга (Вульф Ю.В., Bragg L.) следует, что при дифракция невозможна
16. Дифракция нейтронов при прохождении через кристалл NaCl
18. Скачать презентацию

Слайд 2

Оптико-механическая аналогия
Геометрическая
оптика
Волновая
оптика
Теоретическая
механика
Волновая
(квантовая)
механика

Слайд 3

Оптико-механическая аналогия
Между этими двумя принципами имеется аналогия, если предположить, что
(5.1)
где v

- фазовая скорость волны, которую далее бу-дем обозначать vф.

Геометрическая
оптика
Принцип наименьшего
времени Ферма
(Fermat P.)

Теоретическая
механика
Принцип наименьшего
действия Мопертюи (Maupertuis P.)

Слайд 4

Гипотеза де-Бройля
Де-Бройль (de Broglie L.) предположил, что коэффи-циент пропорциональности в формуле,

связываю-щей импульс и фазовую скорость, такой же, как и для фотона, т.е. равен hν :
или
где ν - линейная частота.
Это же соотношение можно записать в виде
(5.2)
где - волновое число, равное числу длин
волн, укладывающихся на отрезок 2π.

Слайд 5

Коэффициент пропорциональности между энергией и частотой, согласно гипотезе де-Бройля, также должен

быть таким же, как в оптике:
(5.3)
где ω - циклическая частота, связанная с ли-нейной частотой ν соотношением ω = 2πν.
Формулы (5.2) и (5.3) иногда называют урав-нениями де Бройля.

Слайд 6

Волны де-Бройля
Итак, согласно гипотезе де-Бройля (1924г, нобелевс-кая премия 1929г), микрочастицы обладают

волно-выми свойствами. Длина волны микрочастицы (электрона, протона, нейтрона, альфа-частицы и др.) называется дебройлевской длиной волны и определяется формулой де Бройля:
(5.4)
где h – постоянная Планка, р = mv – импульс части-цы, v - "обычная" измеряемая в эксперименте ско-рость частицы, не равная фазовой скорости волны де Бройля vф. Подробнее вопрос о соотношении v и vф рассмотрим в следующей презентации.

Слайд 7

Волны де-Бройля и правило квантования Бора
Пользуясь понятием дебройлевской длины волны, можно дать

наглядное истолкова-ние правилу квантования круговых орбит. Электрон обладает волновыми свойства-ми. Чтобы энергия волнового движения не распространялась в другие области (т.е. чтобы электрон при движении вокруг ядра не излучал энергию), волна должна быть стоячей.

Слайд 8

На круговой орбите стоячая волна возникает, если на этой орбите уложится

целое число длин волн де-Бройля: 2πr= nλ. Отсюда, учитывая, что λ = h/mv, находим:
т.е. правило квантования.
Таким образом, 1-ый постулат Бора – логи-ческое следствие волновой природы электрона.

Слайд 9

Экспериментальные доказательства волновых свойств микрочастиц
Опыты Дэвиссона и Джермера (дифракция электронов на

монокристалле).
Опыты Томсона (дифракция электронов на поликристаллической пленке).
Опыты Штерна (дифракция атомов водорода на монокристалле).
"Брэгговский скачок" (дифракция нейтронов на поликристаллическом графите).

Слайд 10

Опыты Дэвиссона и Джермера (Davisson C., Germer L., 1926-1927гг)

Слайд 11

Опыты Томсона (Thomson G., 1928г)

Слайд 12

Дифракция электронов на тонких пленках золота (слева) и меди (справа)

Слайд 13

Дифракция электронов на тонких пленках бериллия (слева) и олова (справа)

Слайд 14

Опыты Штерна (Stern O., 1929г) Дифракция атомов водорода

Слайд 15

Дифракция нейтронов "Брэгговский скачок"
Из формулы Вульфа-Брэгга
(Вульф Ю.В., Bragg L.)
следует, что при
дифракция невозможна
при

любом значении n,
даже при минимальном
n = 1, т.к. тогда

Слайд 16

Волновые свойства микрочастиц. Волны де-Бройля

Содержание

Оптико-механическая аналогияГеометрическаяоптикаВолноваяоптикаТеоретическаямеханикаВолновая(квантовая)механика

Оптико-механическая аналогияМежду этими двумя принципами имеется аналогия, если предположить, что(5.1)где v

Гипотеза де-БройляДе-Бройль (de Broglie L.) предположил, что коэффи-циент пропорциональности в формуле,