Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Оптика_лекция_8.ppt
Скачиваний:
5
Добавлен:
30.04.2022
Размер:
3.46 Mб
Скачать

Содержание предыдущей лекции

Корпускулярно-волновой дуализм

Фотоны и э-м волны. Волновые свойства частиц. Принцип дополнительности. Электронный микроскоп. Квантовая частица.

1

Контрольный вопрос

Электрон и протон движутся с нерелятивистскими скоростями и при этом обладают одинаковыми длинами волн.

Какая из следующих величин одинакова у частиц?

(a) скорость (б) кинетическая энергия (в) импульс (г) частота

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Е K mc2

 

p2

mc2

 

h

 

p2

 

 

h2

 

 

2m

v

K

 

 

p

h

 

 

m

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2m

2 2m

 

 

 

 

 

 

 

 

f

E

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

h

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

нет

 

 

нет

да

нет

 

(в)

2

Содержание сегодняшней лекции

Корпускулярно-волновой дуализм

Пересмотр дифракционного эксперимента с двумя щелями. Принцип неопределенности.

Квантовая механика

Основные положения квантовой механики.

Частица в потенциальной яме.

3

Пересмотр дифракционного эксперимента с двумя щелями

Падение параллельного пучка моноэнергетических электронов на две щели.

Малая ширина щелей по сравнению с длиной волны электрона - формирование дифракционной картины.

Отсутствие интерференционной картины, если электроны - классические частицы.

Число электронов, зарегистрированных за единицу времени

d << L

Электроны

Детектор

электронов

Эксперимент: подтверждение интерференции (волновых свойств) электронов.

4

Пересмотр дифракционного эксперимента с двумя щелями

28 электронов}

1000 электронов Компьютерное

моделирование

10000 электронов

Результат дифракции

Эксперимент

электронов на двух щелях

5

Пересмотр дифракционного эксперимента с двумя щелями

Классическая волновая теория:

возможность нахождения вероятностного углового расстояния между

центральным максимумом и ближайшим соседним минимумом в случае дифракции отдельного электрона при достижении одной из щелей из уравнения,

а sin

 

,

где а- ширина щели.

2

 

 

 

Число электронов, зарегистри- рованных за единицу времени

d << L

Электроны

Длина волны электрона

h

.

 

 

 

 

 

 

 

p

Детектор

Для малых

sin

 

h

.

 

 

 

 

 

2

электронов

 

 

 

 

 

 

 

 

6

Пересмотр дифракционного эксперимента с двумя щелями

Двойственная природа электрона:

достижение электронами как частицами некоторой точки на экране в некоторый момент времени,

зависимость вероятности попадания электронов в эту точку на экране от интенсивности двух интерферирующих волн.

7

Пересмотр дифракционного эксперимента с двумя щелями

Открыта только одна из щелей:

симметричный пик – центральный максимум дифракционной картины от одной щели вокруг проекции изображения щели на экране.

Вероятность попадания электронов на экран при закрытии одной из щелей.

2

1

Число

импульсов в минуту

8

Пересмотр дифракционного эксперимента с двумя щелями

Последовательное открытие щелей (сначала только одна, потом только другая)

Щель 2 в первую половину времени закрыта, щель 1 закрыта во вторую половину времени.

Немаксимальная вероятность обнаружения электрона при = 0.

Простое суммирование интенсивностей отдельных волн, отсутствие интерференционной картины.

Число импульсов в минуту

Локализация и индивидуальность электрона как возле щелей, так и возле экрана (электрон проходит либо через щель 1, либо через щель 2).

Результирующая дифракционная картина – результат суммирования электронов, прошедших через щель 1, и электронов, прошедших через щель 2.

9

Пересмотр дифракционного эксперимента с двумя щелями

Одновременное открытие щелей

Число импульсов в минуту

Предположение: прохождение электрона либо через щель 1,

либо через щель 2, результирующая дифракционная картина - комбинация дифракционных распределений от отдельных

щелей. Противоречие между

экспериментальными результатами и этим предположением.

Заключение: одновременное взаимодействие

электрона с обеими щелями.

Одновременное присутствие волновых компонент электрона у обеих щелей.

10

Соседние файлы в предмете Физика