德布罗意物质波公式的建立
- 格式:pdf
- 大小:703.24 KB
- 文档页数:3
德布罗意波长计算公式
爱德华·德布罗意波长计算公式是用于测定物体表面波长的方法,它是这样计算的:
首先计算一个实验中物质的总体应变率,即物体表面总变形量/总拉伸量,然后将该应变率乘以另一个关键常量,即一个表示波长和应变率之间关系的耐久力系数,以便获得一个特定的表面波长。
波长的最终计算公式为:λ=S/K,其中S为总体应变率,K为耐久力系数。
爱德华·德布罗意波长计算公式是一种重要的实验方法,它成功地揭示了物体表面的细微结构,这种结构可以反映出材料的强度、耐磨性和抗污染性等特性。
它可以被用来测量固体表面、显微镜样品表面、介质表面和电子表面等物质表面的波长。
1971年,尼加拉瓜发行了一套十张邮票,题为“改变世界面貌的十个数学公式”,其中第八张邮票中写着这样一个公式:λ=h/mv这就是著名的波粒二象性公式,也称德布罗意定律。
它描述了微观世界中一个非常奇妙的特性:在原子世界里,所有物质既是粒子,也是波!物理学家“亲王”这个公式的提出者是法国物理学家路易·德布罗意。
1892年8月15日,德布罗意出生于法国塞纳河畔的蒂厄浦,他是法国一个贵族家庭的次子,并拥有一个显赫的贵族头衔——“亲王”。
德布罗意家族自17世纪以来,一直在法国的军队、政治、外交等方面颇具盛名。
德布罗意的祖父是法国著名的政治家和国务活动家,1871年当选法国国民议会下院议员,同年担任法国驻英国大使,后来还担任过法国总理和外交部长等职务。
德布罗意从18岁开始,就在巴黎大学学习理论物理。
因为打算以后按其家族传统从事外交活动,他同时兼修历史,并且于1909年获得历史学位。
之后,贵族家庭出身的德布罗意又研究起了中世纪史,据说是因为中世纪史中有着很多神秘的东西吸引着这位年轻人。
第一次世界大战期间,德布罗意在军队服役,并被分配到无线电台工作。
德布罗意的哥哥是个著名的X射线物理学家,拥有设备精良的私人实验室。
1919年,德布罗意突然又一次对物理产生了兴趣。
他来到他哥哥的实验室,开始研究X射线。
1919年是一个科学界急剧动荡着的年代,量子概念早在十几年前就已由普朗克提出,而后被爱因斯坦加以发展。
爱因斯坦指出,光不但是一种电磁波,而且也是一种粒子,即“光量子”。
这是一个很新颖的观点,但并没有完全被当时的物理学界所接受。
从他哥哥那里,德布罗意了解到了普朗克和爱因斯坦关于量子的工作,并产生了浓厚的兴趣。
经过一翻思想斗争之后,德布罗意终于放弃了早先决定的研究历史的计划,选择物理学作为自己的事业。
1920年,他来到了法国物理学界的一派宗师朗之万门下读研究生,希望通过物理学研究获得博士学位。
从此,德布罗意走出了一道足以让任何传奇都黯然失色的人生轨迹。
德布罗意关系,指的是路易·德布罗意创立的方程,表达式为:
λ=hu/mvu=h/mv=h/p。
该式以著名的质能方程和普朗克方程为基础,进行替换和变形得到结果。
该式推导过程如下:
1、引入爱因斯坦著名的质能方程:E=mc^2。
式中,E表示能量,m表示质量,c表示真空光速。
2、引入普朗克公式:E=hv'。
式中,E表示能量,h表示普朗克常数,v'表示频率。
3、德布罗意认为,粒子与波具有相同的特性(即在物质世界的量化描述中二者可以被视作是同一的),故假设二者的效能是等同的:mc^2=hv'。
4、由于实际粒子并非以真空光速运动,故德布罗意用群速度v乘相速度u 代替c的平方,得到:mvu=hv'。
5、通过等式λ,德布罗意用相速度除以波长(u/λ)代替频率v',得到波长与粒子速度的关系式:mvu=hu/λ。
6、最后得到德布罗意关系表达式:λ=hu/mvu=h/mv=h/p。
德布罗意波长公式:描述物质波波长的公式引言德布罗意波长公式是描述物质波波长的重要公式,由法国物理学家路易·德布罗意于1924年提出。
这一公式揭示了物质粒子在运动过程中具有波动性质的本质,对量子力学的发展起到了重要的推动作用。
本文将介绍德布罗意波长公式的推导过程、应用领域以及实验验证,帮助读者更好地理解这一重要概念。
一、德布罗意波假设的提出德布罗意波假设是德布罗意波长公式的理论基础。
根据这一假设,任何粒子,无论是光子还是物质粒子,在运动过程中都具有一定的波动性质。
德布罗意根据爱因斯坦的光量子假设,推测物质粒子也可能存在一种类似的波动性质。
二、德布罗意波长公式的推导德布罗意根据波动光学的理论,将光的波动性质与粒子的运动关联起来,建立了德布罗意波长公式。
这一公式描述了物质粒子的波长与其动量之间的关系。
公式的推导过程如下:1. 根据波动光学的理论,光的波长与频率之间存在以下关系:λ= c / f,其中λ表示波长,c表示光速,f表示频率。
2. 根据相对论的质能关系E = mc^2,其中E表示能量,m表示物质粒子的质量,c表示光速。
3. 根据爱因斯坦的能量动量关系E = hf,其中h表示普朗克常数,f表示光的频率。
4. 将第2步和第3步的公式联立,得到mc^2 = hf,进一步推导可得m = h / cλ,其中λ表示物质粒子的波长。
由此可见,德布罗意波长公式的推导基于光的波动性质、质能关系以及能量动量关系,为描述物质粒子的波动性质提供了理论基础。
三、德布罗意波长公式的应用德布罗意波长公式的应用涉及到多个领域,包括量子力学、物理化学、材料科学等。
1. 量子力学:德布罗意波长公式为量子力学提供了重要的理论基础。
根据这一公式,我们可以计算出物质粒子的波长,从而揭示其波动性质。
在量子力学的研究中,德布罗意波长公式常用于描述电子、中子、原子等微观粒子的波动性质。
2. 物理化学:德布罗意波长公式在物理化学领域的应用十分广泛。
德布罗意波长计算公式
德布罗意波长计算公式是一种物理学上用来计算德布罗意波长的方法,它是一种用途广泛的物理模型,用于研究物理系统中特定物质的波动特性。
德布罗意波长是指物体在波动过程中,波动现象从一处传递到另一处时所需要的时间。
它是一种统一的概念,可以用来衡量物体波动的速度。
德布罗意波长计算公式是由意大利物理学家波拉西埃多·德布罗意于1844年提出的,公式的形式如下:德布罗意波长λ=v/f,其中v 是波的传播速度,f是波的频率。
因此,要使用德布罗意波长计算公式计算德布罗意波长,首先需要知道波的传播速度v和波的频率f,然后把它们带入到上述公式中,即可得出结果。
德布罗意波长计算公式在物理学研究中有着广泛的应用,特别是在研究高频波动时,它可以帮助我们计算出传播到另一处所需要的时间。
例如,当我们研究磁场的振动时,可以使用这种公式来计算磁场波的频率和传播速度,并从而计算出磁场波传播到另一处所需要的时间。
此外,德布罗意波长计算公式还可以用于研究声音波的波动特性,从而了解声音传播到另一处所需要的时间。
这种公式可以帮助我们
计算出声音从一处传播到另一处所需要的时间,从而帮助我们更好地理解声音的传播特性。
总之,德布罗意波长计算公式是物理学研究中一种重要的模型,它可以帮助我们计算出波动从一处传播到另一处所需要的时间,从而更好地理解物体波动的特性。
物质波理论的诞生冯志勇摘要;爱因斯坦的光量子论并没有使牛顿惠更斯时代就已尖锐化的粒子说和波动说之争根本解决。
这一问题的彻底解决是由德布罗意创立的物质波理论完成的。
本文通过翔实地回顾物质波理论的建立过程,欲反映德布罗意的思想和方法,以及实验对理论物理的意义。
关键词:德布罗意物质波波粒二象性自从1900年普朗克提出能量子假说,宣告量力论诞生以后,虽然经过爱因斯坦、波尔等人的发展,并取得了一些重大成就,但由于他们仍未能摆脱经典物理学概念的束缚,使旧量子论的发展遇到很大的困难。
从1913年波尔建立氢原子轨道量子化理论到德布罗意假设提出以前,在长达11年的时间里旧量子论始终没有实质性的进展。
1924年,德布罗意在他的博士论文《量子理论的研究》中,把光的波粒二象性推广到电子。
提出自由电子应当与一束平面波相联系,这就是后来人们所称的德布罗意波。
这一思想的提出为量子论的发展开辟了一条崭新的途径。
也开创了因学位论文而获得诺贝尔奖的先河。
1踏上科研路1892年8月15日,L. 德布罗意诞生于法国塞纳河畔迪埃普的一个世袭贵族家庭。
父亲曾担任过法国首相等要职。
他在德塞利中学读书时,就因才华横溢而引人注目。
18岁时获得巴黎大学历史学士学位,接着又开始学习法律。
年轻有为的德布罗意此时尚无一点迹象表明日后他会成为著名的物理学大师。
这时有两个主要因素促使德布罗意的兴趣转向物理学。
其一,20世纪初物理学界一个又一个重大发现,首先吸引了他的哥哥莫里斯·德布罗意(Manrice.De boglie)献身于实验物理学。
在他哥哥的影响下他拜读了当时法国著名的物理学家、数学家和科学思想家彭加勒的《科学的价值》和《科学与假说》等几本书。
也读了罗仑兹和郎之万等人的科学著作,这些书使他对自然科学有了新的认识。
在哥哥的继续影响下,他开始对普朗克、爱因斯坦等人的工作有所了解。
并逐渐为之神往。
在1911年即德布罗意20岁那年,他放弃了关于18世纪初期法国内政问题的学位考试,转而学习理科。