问题3

一、对物质波的理解

1．任何物体，小到电子、质子，大到行星、太阳都存在波动性，我们之所以观察不到宏观物体的波动性，是因为宏观物体对应的波长太小的缘故．

2．物质波波长的计算公式为λ＝，频率公式为ν＝

3．德布罗意假说是光子的波粒二象性的一种推广，使之包括了所有的物质粒子，即光子与实物粒子都具有粒子性，又都具有波动性，与光子对应的波是电磁波，与实物粒子对应的波是物质波．

4．德布罗意波是一种概率波，粒子在空间各处出现的概率受波动规律支配，不要以宏观观点中的波来理解德布罗意波．

【例1】　下列关于德布罗意波的认识，正确的解释是(　　)

A．任何一个物体都有一种波和它对应，这就是物质波

B．X光的衍射证实了物质波的假设是正确的

C．电子的衍射证实了物质波的假设是正确的

D．宏观物体运动时，看不到它的衍射或干涉现象，所以宏观物体不具有波动性

答案　C

解析　运动的物体才具有波动性，A项错；宏观物体由于动量太大，德布罗意波长太小，所以看不到它的干涉、衍射现象，但仍具有波动性，D项错；X光是波长极短的电磁波，是光子，它的衍射不能证实物质波的存在，B项错；只有C项正确．

【例2】　如果一个中子和一个质量为10 g的子弹都以103 m/s的速度运动，则它们的德布罗意波的波长分别是多大？(中子的质量为1.67×10－27 kg，普朗克常量为6.63×10－34 J·s)

答案　4.0×10－10 m　6.63×10－35 m

解析　中子的动量为p1＝m1v

子弹的动量为p2＝m2v

据λ＝知中子和子弹的德布罗意波长分别为

λ1＝，λ2＝

联立以上各式解得λ1＝，λ2＝

将m1＝1.67×10－27 kg，v＝103 m/s

h＝6.63×10－34 J·s，

m2＝1.0×10－2kg