受到光的波粒二象性的启发,大胆提出了电子也有波粒二象性。 He suggested hat the electron in circular path above the nucleus to propose that the characteristic wavelength of the electron or of any other particle depends on its mass, m, and velocity,v (1)1=h/mv, (h: Planck's constant Sample exercise: What is the characteristic wavelength of a electron with a velocity of 5.97x106 ms-I?(The mass of an electron is 9. 11x10-28g) Solution: The value of Planks constant. h is 6.63x10-34J-s and recall that 1J= lkgm2.5-2 h663×10(J·s)×(10°g1kg)lkgm2s2 =0.122nm m(9.11×10g)597×10ms) This characteristic wavelength is about the same as that X-ray 2)Experime 1927年美国两位科学家 J Davisson和 L H. Germer进行了电子衍射实验,用 已知能量的电子在晶体上的衍射试验证明了 de broglie的预言。电子在电场中加 a=h/mv 宏观物体是否存在波动性呢?19g子弹,v=3.2×10cm/s,=1.1×1023(A); 140g垒球,v=2.5×103cm/,计算得λ=1.9×10-24(A) 显然只有在原子世界,才能观察到这种波,而在1927以前,研究原子性质的科 学家根本没有想到有这种波,因此就不会去观察它了。所以波粒二象性是微观粒子第 种显著的运动特点 不确定原理( The Uncertainty principle) 在牛顿力学中,一个宏观物体的运动,其位置和速度都是同时确定的,所以经典力学 中所谈的质点的运动轨道(或轨迹)是指具有某种速度、有一定的、可以确定运动物体在 任意时刻位置的轨道,如炮弹、子弹和行星的运动轨道。那么氢原子核外电子运动的轨道 是否也有同样的含义呢?答案显然是否定的。虽然电子是绕核运动,但它们在特定能级中 的运动途径是无法准确测定的 德国物理学家 Wemer Heisenberg(1901-1976)在Bohr处作博士后( Postdoctoral assistantship),提出了著名的不确定原理。他二十岁时担任利兹大学理论物理系主任,32 岁荣获1932年 Nobel物理学奖。 The German physicist, Werner Heisenberg, concluded that the dual nature of matter plac undamental limitation on how precisely we can know both the location and the momentum of any object. When applied to the electrons in an atom, Heisenberg s principle states that is inherently impossible for us to know simultaneously both the exact momentum of the electron and its exact location in space The more accurately one is known, the less accurately the other is known 我们对一个运动电子的动量测得越准,则对它的位置测得越不准;反之亦然。 1.同时准确地测定微观粒子的动量和位置是不可能的。103 受到光的波粒二象性的启发，大胆提出了电子也有波粒二象性。He suggested that the electron in circular path above the nucleus to propose that the characteristic wavelength of the electron or of any other particle depends on its mass, m, and velocity, v： (1) λ = h / mv, （h：Planck’s constant） Sample exercise：What is the characteristic wavelength of a electron with a velocity of 5.97106 m·s −1 ? (The mass of an electron is 9.1110−28 g) Solution：The value of Plank’s constant, h , is 6.6310−34J·s and recall that 1J = 1kg·m2·s −2 ∴ 34 3 2 2 28 6 1 6.63 10 (J s) (10 g/1kg) 1kg m s 0.122nm (9.11 10 g)(5.97 10 m s ) 1J h mv  − − − − −      = =  =    This characteristic wavelength is about the same as that X-ray. (2) Experiment 1927 年美国两位科学家 J.Davisson 和 L.H. Germer 进行了电子衍射实验，用 已知能量的电子在晶体上的衍射试验证明了 de Broglie 的预言。电子在电场中加 速： 1 2 2 eV mv = ，  = h mv / ， ∴ 2 2 2 2 2 2 2 / 2 h h h m v mmv meV  = = = ， 2  = = h meV V / 2 150/ (Å) 宏观物体是否存在波动性呢？1.9g 子弹，v = 3.2104 cm/s，λ = 1.110−23 (Å)； 140g 垒球，v = 2.5103 cm/s，计算得 λ = 1.910−24 (Å)。 显然只有在原子世界，才能观察到这种波，而在 1927 以前，研究原子性质的科 学家根本没有想到有这种波，因此就不会去观察它了。所以波粒二象性是微观粒子第 一种显著的运动特点。 二、不确定原理（The Uncertainty Principle） 在牛顿力学中，一个宏观物体的运动，其位置和速度都是同时确定的，所以经典力学 中所谈的质点的运动轨道（或轨迹）是指具有某种速度、有一定的、可以确定运动物体在 任意时刻位置的轨道，如炮弹、子弹和行星的运动轨道。那么氢原子核外电子运动的轨道 是否也有同样的含义呢？答案显然是否定的。虽然电子是绕核运动，但它们在特定能级中 的运动途径是无法准确测定的。 德国物理学家 Wemer Heisenberg（1901-1976）在 Bohr 处作博士后（Postdoctoral assistantship），提出了著名的不确定原理。他二十岁时担任利兹大学理论物理系主任，32 岁荣获 1932 年 Nobel 物理学奖。 The German physicist, Werner Heisenberg, concluded that the dual nature of matter places a fundamental limitation on how precisely we can know both the location and the momentum of any object. When applied to the electrons in an atom, Heisenberg’s principle states that is inherently impossible for us to know simultaneously both the exact momentum of the electron and its exact location in space. “The more accurately one is known, the less accurately the other is known.” “我们对一个运动电子的动量测得越准，则对它的位置测得越不准；反之亦然。” 1．同时准确地测定微观粒子的动量和位置是不可能的