物质的波利二相性.ppt

总之，要设计出一种仪器，它既能判断电子通过哪条缝又不干扰干涉图样的出现，是绝对做不到的。这是微观世界里的客观规律，并非我们现在的实验手段不够高明。我们无法用我们的经典观念来解释电子是怎样通过双缝而产生干涉现象的，我们只好说 当实验确定电子是从哪条缝穿过时，这个对电子位置的测量过程实际上已经干扰了电子原来的状态，使得电子由原来的具有波粒二象性的状态突变到仅具有粒子性的状态，因而没有干涉现象发生。 电子是以它自己的独特方式穿过双缝的。 电子双缝实验干涉图样的Born概率诠释 电子通过双缝后的数密度分布呈现干涉图样反映了电子的波粒二象性, 从而我们可得到物质波的Born概率诠释。 后障上某点x邻域内的干涉花样强度 正比于 该点x邻域内的电子数密度大小, 正比于 出现在该点x邻域内的电子数目， 正比于 电子出现在该点x邻域内的概率。 后障上某点x邻域内的干涉花样强度 正比于 电子出现在该点x邻域内的概率 电子物质波在点x邻域内的强度 电子物质波在点x邻域内的强度 正比于电子出现在该邻域内的概率 实物粒子物质波在空间任一位置附近的强度 正比于粒子出现在该位置附近的概率。 不难理解，对于其他实物粒子的物质波，可以有与电子 同样的理解。即 物质波的Born概率诠释: 根据物质波的这个概率诠释, 微观粒子的波粒二像性体现在粒子出现在空间各点的概率分布上。这样, 微观客体的运动具有一种统计规律性。在非相对论情况下,物质波的概率诠释正确地把实物粒子的波动性与粒子性统一起来, 经历了无数的实验检验(如，散射粒子的角分布观测结果) 。 这就是迄今为止人类对微观粒子波粒二像性的本质的理解 四﹑物质波的描述量——波函数 物质波不是某种真实可测物理量的振动在空间中的传播！ 来描写, 称之为波函数。它是粒子位置坐标和时间的复值函数，是不可测量的。 描述物质波的量不应是一个可测的量。 可测的量一般应是实数，故描述物质波的量不能取实数！ 假定 一个微观粒子(物质波)总可以用一个函数 物质波既然是波运动，我们就应该有一个像描述经典波动的波动式一样的量！ 机械波的波动式 电磁波的波动式 波函数 象位矢作为时间的函数 包含了经典粒子运动的全部信息一样， 物质波波函数包含了物质波运动的全部信息，完全描写了微观粒子的波粒二象性，完全描写了微观粒子的运动状态。 机械波的波动式包含了机械波运动的全部信息， 电磁波的波动式包含了电磁波运动的全部信息， 任何经典波的波动式包含了经典波运动的全部信息， 因此，假设 物质波波函数又叫态函数。 一个量子力学体系所处的运动状态叫做量子态 。 * 十九世纪末二十世纪初出现了经典物理学不能解释的物理现象或过程，主要有： 原子稳定性及其线状光谱 人类基于不断积累形成的如下认识： 我们周围的存在不是粒子就是波，不是波就是粒子 到十九世纪末，建立了经典物理理论： 经典电磁理论 经典力学 经典统计物理学 然而， 黑体辐射 光电效应 物体的比热 康普顿散射 微观粒子的经典理论有错 正确描述微观粒子运动规律的理论是什么 量子力学 第二篇 如何建立关于微观粒子的理论? 研究现象要回答的基本问题 为什么 是什么 怎么样 描述量 物理量 运动方程 理 论 物理学理论的逻辑结构： 大学物理课程所涉及的各个分支学科： 力学 热学 电磁学 等就可被认为是通过围绕回答关于各自所研究的对象的上述三个逻辑联系紧密的基本问题而建立的 力学 如何描述 刻画状态 运动方程 质点有质量、占有位置； 坐标系、位矢、位移 速度、加速度、 动量、角动量、能量、? 牛顿运动方程 建立量子力学所需要回答的基本问题 微观粒子是什么？ 如何描写微观粒子的状态？ 微观粒子的运动特征和性质是怎样的 微观粒子的状态如何变化 描述动力学特征 基本物理量 其它物理量 例如 为什么 是什么 怎么样 如何建立关于微观粒子的理论? 实验 假设 逻辑推理 经典物理学，（特别是经典力学） 量子力学基本原理 回答关于微观粒子的基本问题 推广 观测 第三章 微观体系运动特性的刻画 第五章 能量本征值问题（严格解） 第四章 微观体系状态变化的基本规律 第二章 物质的波粒二象性及其描述 第七章 量子力学常用近似方法 第六章 自旋与原子 基本原理 基本方法 基本原理 第二篇 量子力学 § 2.1、实物粒子的波粒二像性 第二章 物质的波粒二象性及其描述 § 2.2、 描述波粒二像性的波函数 § 2.3 、自由粒子 § 2.4 、统计诠释决定波函数的解析性质