1、3.1 波粒二象性3.2 不确定性原理3.3 波函数及其物理意义3.4 薛定谔波动方程3.5 定态问题的几个简例3.6 量子力学对氢原子的描述3.7 量子数的物理意义第三章 量子 力学 基础Introduction to Quantum Mechanics一、背景二、物质波假说三、电子波动性的实验验证3.1 物质的二象性与德布罗意假说 物质的二象性与德布罗意假说一、背景o 玻尔理论的困境： 由于玻尔理论是半量子半经典的理论，虽然取得了巨大的成功，但是遇到了许多困难、质疑和非难，也无法向前发展。o 爱因斯坦的光量子假说： 长时间不被承认，到 1916年密立根光电效应实验、 1919年 Compt
2、on效应发现，才得到广泛的接受，光的波粒二象性被人们所认识。o 巴黎大学博士生 de Broglie是 A.Einstern的崇拜者，相信光的波粒二象性是一种普遍现象。3.1 物质波经典物理学中的粒子和波 o 经典物理学：波和粒子是完全不同的概念o 是自然界中仅有的两种能量传递的方式。o 是波就不能是粒子，是粒子就不能是波。无法用波和粒子描述同一事物。粒子的特性： 定域性，占据一定的空间，有确定的质量和动量； 粒子和粒子之间是分离的 ； 粒子的运动有确定的轨道 。波的特性 ： 广延性，周期性，迭加性，能产生干涉、衍射、偏振等现象。二、光的波粒二象性o 光是一种电磁波，并被干涉、衍射、偏振等实验
3、和麦克斯韦理论完全证明 。o 光在传播时显示波动性。光是粒子性和波动性的矛盾统一体。或光的波动性 : 光的粒子性 ：o 光电效应 和 康普顿效应等证明光的粒子性 。o 光在与物质作用，转移能量时显示粒子性。o “整个世纪以来，在光学上比起波动的研究方法，是过于忽略了粒子的研究方法，在实物理论上，是否发生了相反的错误呢？是不是我们把粒子的图象想的太多，而过分忽略了波的图象？ ”o “所有的物质粒子（ mo不等于零）都具有波粒二象性，任何物质粒子都伴随着波， 而且不可能将物体的运动和波的传播分开。 ”1、德布罗意的物质波假说（ Louis Victor de Broglie 1892 1987 )
4、思想方法： 自然界在许多方面都是明显地对称的，他采用类比的方法提出物质波的假设 . 1929NobelP 调侃的 量子力学史话 若水阁博客http:/三、物质波假说 （ 1924年）L.V. de Broglie（法， 1892-1986）既然光 (波 )具有粒子性那么实物粒子也应具有波动性波动性 ( , v) 粒子性 (m , p)光 + +实物粒子 + ？1924.11.29， 德布罗意把题为 “ 量子理论的研究 ” 的博士论文提交给巴黎大学。1929年诺贝尔物理奖三、物质波假说 （ 1924年）3.1 物质波实物粒子具有波粒二象性频率波长与粒子相联系的波称为物质波 或德布罗意波论文指出 :爱因斯坦 -德布罗意关系式一个能量为 E、 动量为 P 的实物粒子同时具有波动性，波长和频率分别是相对论质能关系o 普遍：德布罗意关系式： 非相对论性粒子： 若电子是由电场加速获得的动能，则波长为：例 在一束电子中，电子的动能为 ，求此电子的德布罗意波长 ？解 :此波长的数量级与 X 射线波长的数量级相当 .
