Vật lý đại cương - Cơ học lượng tử phần 3 doc
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (158.77 KB, 10 trang )
Bi giảng Vật lý đại cơng
Tác giả: PGS. TS Đỗ Ngọc Uấn
Viện Vật lý kỹ thuật
Trờng ĐH Bách khoa H nội
Ch−¬ng 6
C¬ häc l−îng tö
1. Tính sóng hạt của vật
chất trong thế giới vi mô
1.1. Tính sóng hạt của ánh sáng
Tính sóng: Giao thoa, nhiễu xạ, phân cực; , .
Tính hạt: Quang điện, Compton; , p.
Liên hệ giữa hai tính sóng hạt:
Năng lợng:
=
h
Động lợng:
=
h
p
Hm sóng
Chiếuchùmánhsáng
song song, các mặt
sóng cũng l mặt
phẳng song song
O
d
M
r
r
n
r
T¹i O dao ®éng s¸ng: x
0
=Acos2πνt
T¹i ®iÓm c¾t mÆt chøa M ¸nh s¸ng ®i ®−îc d, vμ:
x
M
=Acos2πν(t-d/c)= Acos2π(νt-d/λ)
n.rcosrd
r
r
=
α=
)
n.r
t(2cosAx
λ
−νπ=
r
r
§©y lμ sãng ph¼ng ch¹y, d¹ng phøc:
)
nr
t(i2
0
e
λ
−νπ−
ψ=ψ
r
r
)rpt(
i
0
e
rr
h
−ε−
ψ=ψ
hay
λ
π
=
2
k
kp
r
h
r
=
Js10.05,1
2
h
34−
=
π
=h
)rkt(i
0
e
r
r
−ω−
ψ=ψ
1.2. Giả thiết Đơbrơi (de Broglie)
Một vi hạt tự do tuỳ ý có năng lợng xác định,
động lợng xác định tơng ứng với một sóng
phẳng đơn sắc;
a. Năng lợng của vi hạt liên hệ với tần số dao
động của sóng tơng ứng =h hay
=
h
b. Động lợng của vi hạt liên hệ với bớc
sóng theo:
p
r
kp
r
h
r
=
=
h
p
hay
Tính sóng hạt l hai mặt đối lập biểu hiện sự
mâu thuẫn bên trong của đối tợng vật chất
1.3. Thực nghiệm chứng minh lỡng
tính sóng hạt của vi hạt
a. Nhiễu xạ điện tử: Chiếu chùm tia điện tử qua
khe hẹp, ảnh nhiễu xạ giống nh đối với sóng
ánh sáng
Nhiễu xạ điện
tử, nơtron trên
tinh thể
tia e,n
Phim
NhiÔu x¹ ®iÖn tö
truyÒn qua trªn
tinh thÓ Si
NhiÔu x¹ truyÒn qua trªn Bromid Thalium
2. Hệ thức bất định Haidenbéc
(Heisenberg)
2.1. Hệ thức bất định
p
r
b
1
x
Toạ độ của điện tử trong khe:
0xb =>x=b
Hình chiếu của động lợng
lên trục x: 0 p
x
p sin
ứng với hạt rơi vo cực đại giữa
p
x
p sin
1
sin
1
=/b
x.p
x
p
x.p
x
h
y.p
y
h
z.p
z
h
ý nghĩa: Vị trí v động lợng
của vi hạt không xác định đồng
thời
Ví dụ: Trong phạm vi nguyên tử x~10
-10
m
Vận tốc điện tử có:
s/m10.7
1010.1,9
10.62,6
xm
h
m
p
v
6
1031
34
ee
x
x
=
=
m
e
~10
-31
vi hạt -> Vận tốc không xác định ->
không có quỹ đạo xác định
m ~10
-15
kg, x~10
-8
m hạt lớn (Vĩ hạt): Vận tốc
xácđịnh-> Quỹđạo xácđịnh:
s/m10.6,6
1010
10.62,6
xm
h
v
11
815
34
e
x
=
W.t h
Hệ thức bất định đối với năng lợng
W h/t
Trạng thái có năng lợng bất định l trạng thái
không bền, Trạng thái có năng lợng xác định l
trạng thái bền
2.2 ý nghĩa triết học của hệ thức
bất định Heisenberg:
Duy tâm: Hệ thức bất định phụ thuộc vochủ
quan của ngời quan sát: Xác định đợc quỹ đạo
thì không xác định đợc năng lợng. Nhận thức
của con ngời l giới hạn
Duy vật: Không thể áp đặt quy luật vận động vật
chất trong cơ học cổ điển cho vi hạt. Cơ học cổ
điển có giới hạn, nhận thức của con ngời không
giới hạn, không thể nhận thức thế giơí vi mô
