1932年德国的鲁斯卡(E.Ruska)成功制造出第一台电子显微镜，1981年德国的宾尼 西(G.Binnig)制造出第一台扫描隧道显微镜(STM),两人分享1986年的诺贝尔物理学奖。 我国已制成80万倍的电子显微镜，分辨率为144m,能分辨大个分子，有着广泛的应用。 四、德布罗意波的统计解释 历史上有人认 若干列波组成的 与实验相矛盾，因而是错误的 现以单个电子射向媒质分界面为例说明之」 图19-26电子衍射图 如果电子是波包，那么，由于电子波在介质分界面上的反射和折射，电子将被分裂 为反射部分和折射部分，也就是说，从两个方向观察到的只是电子的一部分。但实验中观察 到的总是一个个具有一定质量和电荷的电子，从来没有观察到几分之一个电子。 (2)微观粒子波粒二象性 千 子弹 关上缝 发射两倍数目的子弹， 完全一样，称为“非相干叠加”。 装子 图19-28水波衍射图1929波粒子衍射 19-30 图 主表现 子弹的波动性表现很不明显，子弹通过双缝后在屏上形成了非相干叠加，即 股了整子水波的双缝实验，屏上观察到的分布是否与子带 实验结果一样，呈现为两个单缝分布的非相干叠加？ 因为水波通过双缝时被分为两个相干的次波源，它们在空间将进 行相干叠加，所以在屏上将呈现出双缝干涉图样。 电子通过狭缝后在屏上出现的位置是不可预测的，观察时间 较短时，屏上记录点的分布看起来没有什么规律。当时间足够长，屏 上接收的电子数越来越多，有些地方很密，有些地方则很疏，其分布 将形成有规律的 双射 学子带华只能适过其中一条。是子 现的结果却是 布的干涉 子和波动的某特性，这就是 不等同于经典粒子，也不等同于经典波动，它兼有料 2.德布罗意波的统计解释 考察电子的双缝干涉实验结果：电子在屏上各个位置出现的概率密度并不是常数：有些 地方出现的概率大，即出现干涉图样中的“亮条纹”：而有些地方出现的概率却可以为零，1932 年德国的鲁斯卡（E. Ruska）成功制造出第一台电子显微镜，1981 年德国的宾尼 西（G. Binnig）制造出第一台扫描隧道显微镜（STM），两人分享 1986 年的诺贝尔物理学奖。 我国已制成 80 万倍的电子显微镜，分辨率为 14.4nm，能分辨大个分子，有着广泛的应用。 四、德布罗意波的统计解释 1．物质波本性的认识 （1）微观粒子不同于经典波 历史上有人认为，微观粒子的波动性是最基本的，它是由 若干列波组成的一种波包，即粒子性包含于波动性之中。这种观点 与实验相矛盾，因而是错误的。 现以单个电子射向媒质分界面为例说明之。 图 19-26 电子衍射图 如果电子是波包，那么，由于电子波在介质分界面上的反射和折射，电子将被分裂 为反射部分和折射部分，也就是说，从两个方向观察到的只是电子的一部分。但实验中观察 到的总是一个个具有一定质量和电荷的电子，从来没有观察到几分之一个电子。 （2）微观粒子波粒二象性 费曼曾经设计了一个对比子弹、水波和电子分别通过双缝的理想实验，来说明微观粒子 与经典粒子和经典波的区别。子弹、水波和电子通过双缝的实验装置原理图如图 19-30 所示。 关下缝，子弹通过上缝到达屏上，观察到的子弹密度分布如曲线 P1 所示。反之, 关上缝开 下缝，得子弹密度分布曲线 P2 ．将 P1 与 P2 叠加，得到曲线 P1＋P2 . 同时打开缝 1 和缝 2， 发射两倍数目的子弹，最后得到的子弹数目分布曲线是曲线 P3.．显然，曲线 P3 与 P1＋P2 完全一样，称为“非相干叠加”。 图 19-27 子弹衍射 图 19-28 水波衍射 图 19-29 波粒子衍射 图 19-30 双缝衍射 由此可见，子弹的波动性表现很不明显，子弹通过双缝后在屏上形成了非相干叠加，即 主要表现了粒子性。 设想一下，对于水波的双缝实验，屏上观察到的分布是否与子弹 实验结果一样，呈现为两个单缝分布的非相干叠加？ 因为水波通过双缝时被分为两个相干的次波源，它们在空间将进 行相干叠加，所以在屏上将呈现出双缝干涉图样。 电子通过狭缝后在屏上出现的位置是不可预测的，观察时间 较短时，屏上记录点的分布看起来没有什么规律。当时间足够长，屏 上接收的电子数越来越多，有些地方很密，有些地方则很疏，其分布 将形成有规律的单缝衍射图样。 图 19-31 双缝衍射图样 同时打开双缝，电子象子弹那样，只能通过其中一条缝；但是，电子在接收屏上出 现的结果却显示出了确定分布的干涉图样。 实验结果表明：电子的行为既不等同于经典粒子，也不等同于经典波动，它兼有粒 子和波动的某些特性，这就是波粒二象性。 2．德布罗意波的统计解释 考察电子的双缝干涉实验结果：电子在屏上各个位置出现的概率密度并不是常数：有些 地方出现的概率大，即出现干涉图样中的“亮条纹”；而有些地方出现的概率却可以为零