关于德布罗意波的问题,一个关于德布罗意波长的问题

2021-01-13 07:34:02 字数 4885 阅读 1092

1楼:匿名用户

粒子的德布罗意波长与同样能量的光子的波长近似相等。

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注意这个词语

因为相对论能量是

e^2=(pc)^2+(m0c^2)^2

m0是物体的静质量,p是物体的动量。

当粒子能量远大于静质量的时候,也就是后一项可以忽略,得到e~pc

从而德布罗意波长

lamda=h/p=hc/e

而对于相同能量的光子来说,波长正好是

lamda=c/f=hc/hf=hc/e

所以极端相对论性粒子的波长和相同能量的光子波长近似相等。

一个关于德布罗意波长的问题

2楼:宇筠锋

按波长公式,速率越小,波长越大,为什么说高速运动的粒子不得不考察波动性,而不说低速运动的粒子不得不考察波动性。

——“高速运动的粒子不得不考察波动性”这句话是有条件的,不是绝对的!事实上,微观粒子不论速度如何都伴随着波动性——微粒与波动是不可分割的。只是在不同的实验中,波动性对实验结果的影响的程度不同而已。

比如,用同样的可见光,做干涉实验时必须考虑波动性,而做光电效应的实验时根本不必考虑其波动性。注意!是否要考察粒子的波动性,取决于你要做什么实验,而与微粒的速度的大小没有直接的关联!

其实你的质疑——“为什么说高速运动的粒子不得不考察波动性,而不说低速运动的粒子不得不考察波动性?”——是很有道理的,这也正说明“高速运动的粒子不得不考察波动性”其实是一种误导!以著名的阿尔法散射实验(证明原子的核结构)为例,阿尔法粒子(氦核)的速度平均是光速的1/10,相对于下面要说的速度可算得上是高速,此时其波长很短,远小于原子的尺度,所以用经典粒子来处理氦核的散射行为就已经很精确了;但是如果大大降低氦核的速度,使其波长增加到大约等于原子的尺度,那就必须考虑波动性——必须用量子力学关于概率波的散射来处理。

还有,见到很多算宏观物体波长的例子,这时候速度取相对于哪个参考系的值?宏观静止物体的波长也是无穷大的啊?

——这个速度是相对于你做实验的那个参考系(注意:现代物理的两大基石——相对论与量子力学都将观察者及其参照系提升到了更重要的地位)。静止物体波长是无穷大,所以,此时的波动性也没有意义。

3楼:匿名用户

高速运动的粒子不得不考察它的相对论性效应。

宏观物体的波长非常短,完全可以忽略。起因是普朗克常数实在太小了。对,波长的大小的确取决于参考系。就像你说的,只不过我们在研究问题的时候,总是选取最方便计算的参考系。

不存在绝对静止的物体。因为测不准原理。更何况是宏观物体,它内部的分子运动的还很剧烈。

4楼:匿名用户

波长越小 频率越大 波动性越强 波长越长 反过来 波动性就弱

宏观物体速度很小 波长很大 波动性几乎没有

5楼:

与lz同问。套个链接等答案。lx加油~

关于物质波的几个问题

6楼:阳光语言矫正学校

物质波,又称德布罗意波,即函数为概率波,它指空间中某点某时刻可能出现的几率,其中概率的大小受波动规律的支配。量子力学认为微观粒子没有确定的位置,在不测量时,它出现在**都有可能,一旦测量,就得到它的其中一个本征值即观测到的位置。对其它可观测量亦呈现出一种分布,观测时得到其中一个本征值,物质波于宏观尺度下表现为对几率波函数的期望值,不确定性失效可忽略不计。

物质波(德布罗意波)(matter wave)指物质在空间中某点某时刻可能出现的几率,其中概率的大小受波动规律的支配。比如一个电子,如果是自由电子,那么它的波函数就是行波,即是说它有可能出现在空间中任何一点,每点几率相等。如果被束缚在氢原子里,并且处于基态,那么它出现在空间任何一点都有可能,

合并图册

合并图册(2张)

在波尔半径处几率最大。对于你自己也一样,你也有可能出现在月球上,和你坐在电脑前的几率相比,这是非常非常小的,以至于不可能看到这种情况。这些都是量子力学的基本概念,非常有趣。[1]

也就是说,量子力学认为物质没有确定的位置,在不测量时,它出现在**都有可能,一旦测量就得到它的其中一个本征值即观测到的位置。对其它可观测量亦呈现出一种分布,观测时得到其中一个本征值,物质波于宏观尺度下表现为对几率波函数的期望值,不确定性失效可忽略不计。

量子力学里,不对易的力学量,比如位置和动量是不能同时测量的,因此不能得到一个物体准确的位置和动量 ,位置测量越准 ,动量越不准,这个叫不确定性原理。哲学认为,不可能被观测的值相当于不存在,因此,根据量子力学,不存在同时拥有准确的动量和位置的粒子。

机械波是周期性的振动在媒质内的传播,电磁波是周期变化的电磁场的传播。物质波既不是机械波,也不是电磁波。在德布罗意提出物质波以后,人们曾经对它提出过各种各样的解释。

到1926年,德国物理学家玻恩(1882~1970)提出了符合实验事实的后来为大家公认的统计解释:物质波在某一地方的强度跟在该处找到它所代表的粒子的几率成正比。按照玻恩的解释,物质波乃是一种几率波。

德布罗意波的统计解释粒子在某处邻近出现的概率与该处波的强度成正比。[2]

粒子观点

电子密处,概率大。电子疏处,概率小。

波动观点

电子密处,波强大。电子疏处,波强小。

波强∝振幅平方a2∝粒子密度∝概率。

补充资料

1、物质波的统计解释:波粒两象性是统计性的规律,微观粒子的运动没有确定的轨迹,只能确定它在某一空间位置上出现的几率,物质波与经典的机械波不一样,它是几率波。

2、λ=h/p (h:普朗克常量;p:动量。 λ:波长)[3]

3、f=ε/h(h:普朗克常量;ε: 能量。f: 频率)[3]

实验证明

1927年,克林顿·戴维森与雷斯特·革末在贝尔实验室将电子射向镍结晶 ,发现其衍射图谱和布拉格定律(这原是用于x射线的)**的一样。在德布罗意假说被接受之前,科学界认为衍射是只会在波发现的性质。

这是量子力学的重要结果。1922年,康普顿证明了光具粒子的性质,而以上实验就证明了粒子有波的性质,肯定了波粒二象性的学说。物理学家可以使用德布罗意波长,并用波动方程来解释物质的现象。

[3]后来基本粒子也被证实有波的性质。1999年,富勒烯被测出有波的性质。

在光具有波粒二象性的启发下,法国物理学家德布罗意(1892~1987)在1924年提出一个假说,指出波粒二象性不只是光子才有,一切微观粒子,包括电子和质子、中子,都有波粒二象性。他把光子的动量与波长的关系式p=h/λ推广到一切微观粒子上,指出:具有质量m 和速度v 的运动粒子也具有波动性,这种波的波长等于普朗克恒量h 跟粒子动量mv 的比,即λ= h/(mv)。

这个关系式后来就叫做德布罗意公式。

从德布罗意公式很容易算出运动粒子的波长。

例如,电子的电荷是1.6×10^-19 库,质量是0.91×10^-30 千克,经过200 伏电势差加速的电子获得的能量e=ue=200×1.

6×10-19 焦=3.2×10-17 焦。这个能量就是电子的动能,即0.

5mv^2=3.2×10^-17 焦,因此v=8.39*10^6 米/秒。

于是,按照德布罗意公式这运动电子的波长是λ=h/(mv)=6.63*10^-34/(9.1*10^-31*8.

39*10^6)=8.7×10-11 米,或者0.87 埃。

我们看到,这个波长与伦琴射线的波长相仿。前面讲过,这样短的波长,只有用晶体做衍射光栅才能观察到衍射现象。后来人们的确用这种办法观察到了电子的衍射,从而证明了德布罗意假说的正确性。

发现了电子、质子等微观粒子的波动性以后,对微观世界的认识统一起来了。不仅原来认为是电磁波的光具有粒子性,而且原来认为是粒子的电子、质子等也具有波动性。当然,应该指出,虽所有的微观粒子都具有波粒二象性,但光子跟电子、质子等粒子还是有很基本的区别的。

光子没有静质量,电子、质子等都有静质量.光子的运动速度永远是c,电子、质子等却可以有低于光速c的各种不同的运动速度。

7楼:匿名用户

波动性有没有什么直观地表现:电子有单缝衍射、双缝干涉实验

振幅何在:量子力学里的波函数,波函数的模方表示几率幅。德布罗意那会,薛定谔方程还没出来呢。

这时候物质波难道不该有什么明显的体现吗:问题是动量等于速度乘质量,质量要足够小,比如电子那么大。

关于德布罗意波以及物质动量的相对性问题,求大神解答

8楼:匿名用户

以下为个人愚见:1、首先德布罗意波是针对微观物质起作用的,对于宏观物体来说没有考虑的必要性。2、关于粒子的能量,粒子能量的定义和界定上面有动能0.

5mv2 和物质能量mc2,看你怎么选取粒子的能量。3、在量子学里面,物质的速度和质量是有关系。4、对于德布罗意波,波长都是一种数值化的概念,实际中德布罗意波说描述的是物体运动的统计学概念。

还是有区别的。5、我觉得德布罗意波描述过程中,应该选取自由物体,你所假设的m质量物体等分成n分,那n分之间本来就有了位置上面的固定规律,不管是微观还是宏观都一样,有既定规律必然影响物质的概率统计问题。学习讨论,哈哈!

关于德布罗意物质波理论的一些疑问

9楼:匿名用户

量子理论应该是满足伽利略参考系变换的吧。

第二个问题…… 物质波的多普勒效应可能极小(猜,应该小于光的),而动量引起的物质波频率改变会比较明显。

物质波难以观测,讨论它的多普勒效应不十分实际……物质波几乎是个纯数学的东西,那玩意的振幅没有物理意义,频率也说不太清,按我的理解,是量子物理里经典物理的残留(大可不必叫它波……)

10楼:好事的好人

物质波的速度应该与光速同步的,而爱因斯坦认为无论以何为参考系光速是不变的

德布罗意波的波长的问题 15

11楼:匿名用户

概念搞混。你说的e=hv应为ε=hv,ε是带电谐振子吸收或发射的能量单元,即振子频率为v的能量子,物体辐射或吸收的能量是能量子的整数倍,即ε=nhv。而e=mc^2是物体的所有能量。

ε与e是两个完全不同的概念。

关于德布罗意波物质波,关于德布罗意物质波的疑问

1楼 匿名用户 量子理论适用于微观高速微粒,宏观效应不明显 2楼 爱因斯坦附体 从理论上讲十分正确,但是人是宏观物体。 3楼 璑舆vs剣比 德布罗意波,物质波是一种概率波。物理学上的一种定义,只要具有波动性的物质都具有衍射和干涉,你所讲的内容用的是一种极限的思维方式,言之成立。 关于德布罗意物质波的...

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1楼 匿名用户 首先要知道粒子的能量 知道动量还要知道质量从而求出能量 ,在根据频率 h 能量 h为普朗克常量 ,就可以求得粒子的频率。 德布罗意波 粒子波 有频率吗? 2楼 我靠脸吃饭 不 错在两处 1 e应是相对论总能量 2 你似乎并不知道波的相速与群速的区别 http zh wikipedia...

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