Волны де-Бройля - презентация, доклад, проект скачать

Нажмите для полного просмотра!

Содержание ▲

Вы можете ознакомиться и скачать презентацию на тему Волны де-Бройля. Доклад-сообщение содержит 20 слайдов. Презентации для любого класса можно скачать бесплатно. Если материал и наш сайт презентаций Mypresentation Вам понравились – поделитесь им с друзьями с помощью социальных кнопок и добавьте в закладки в своем браузере.

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1

Описание слайда:

Физика атома, атомного ядра и элементарных частиц 4. (0). Волновые свойства микрочастиц. Волны де-Бройля.

Слайд 2

Описание слайда:

Оптико-механическая аналогия

Слайд 3

Описание слайда:

Оптико-механическая аналогия Между этими двумя принципами имеется аналогия, если предположить, что где v - фазовая скорость волны, которую далее бу-дем обозначать vф.

Слайд 4

Описание слайда:

Гипотеза де-Бройля Де-Бройль (de Broglie L.) предположил, что коэффи-циент пропорциональности в формуле, связываю-щей импульс и фазовую скорость, такой же, как и для фотона, т.е. равен h : или где  - линейная частота. Это же соотношение можно записать в виде (4.1) где - волновое число, равное числу длин волн, укладывающихся на отрезок 2.

Слайд 5

Описание слайда:

Далее, движение материальной частицы характери-зуется четырехмерным вектором энергии-импуль-са {iE/c, px, py, pz}, а плоская волна - совокупнос-тью четырех величин {i/c, kx, ky, kz}, которые также образуют четырехвектор. Поэтому коэффи-циент пропорциональности между энергией и час-тотой, согласно гипотезе де-Бройля, также дол-жен быть таким же, как в оптике: Далее, движение материальной частицы характери-зуется четырехмерным вектором энергии-импуль-са {iE/c, px, py, pz}, а плоская волна - совокупнос-тью четырех величин {i/c, kx, ky, kz}, которые также образуют четырехвектор. Поэтому коэффи-циент пропорциональности между энергией и час-тотой, согласно гипотезе де-Бройля, также дол-жен быть таким же, как в оптике: (4.2) где  - циклическая частота, связанная с линейной частотой соотношением  = 2. Формулы (4.1) и (4.2) иногда называют уравнениями де Бройля.

Слайд 6

Описание слайда:

Волны де-Бройля Итак, согласно гипотезе де-Бройля (1924г), микро-частицы обладают волновыми свойствами. Длина волны микрочастицы (электрона, протона, нейтро-на, альфа-частицы и др.) называется дебройлевской длиной волны и определяется формулой де Бройля: (4.3) где h – постоянная Планка, р = mv – импульс части-цы, v - скорость частицы (не фазовая скорость).

Слайд 7

Описание слайда:

ФАЗОВАЯ СКОРОСТЬ ФАЗОВАЯ СКОРОСТЬ Плоская монохроматическая волна с амплитудой А, частотой  и волновым вектором k может быть представлена в комплексной форме в виде: (4.4) Фазовой скоростью волны называется скорость, с которой движутся точки волны с постоянной фа-зой. Если ось x направлена по вектору p, то усло-вие постоянства фазы Et - px = const. (4.5) Чтобы вычислить фазовую скорость, надо продиф-ференцировать это уравнение по времени.

Слайд 8

Описание слайда:

Продифференцируем (4.5) по времени: откуда , где - фазовая скорость. По формулам (4.1) и (4.2) находим: С другой стороны: где v - скорость частицы. Итак, фазовая скорость: (4.6)

Слайд 9

Описание слайда:

Суперпозиция волн Рассмотренная выше плоская монохроматическая волна представляет строго периодический про-цесс, бесконечно протяженный в пространстве и во времени. Это абстракция; в природе такие волны не существуют. Любой реальный процесс имеет начало и конец, он ограничен как во вре-мени, так и в пространстве и не является строго гармоническим. Его можно рассматривать как ре-зультат суперпозиции (наложения) гармоничес-ких волн, которые вследствие интерференции в одних частях пространства усиливают друг дру-га, а в других - гасят друг друга.

Слайд 10

Описание слайда:

Образование волновой группы Рассмотрим суперпозицию двух волн: распространяющихся вдоль оси x. Будем считать, что частоты 1 и 2, а также абсолютные значе-ния волнового вектора k1 и k2 очень мало отлича-ются друг от друга. Складывая u1 и u2, находим: Обозначим:

Слайд 11

Описание слайда:

Тогда (4.7) Тогда (4.7) Результат изобра- жен на рисунке. Получились вол- новые группы, движущиеся с оп- ределенной скорос- тью вдоль оси x. Т.к. частоты и волновые числа очень мало различаются, можно считать, что пер- вый множитель в (4.7): (4.8) представляет собой медленно меняющуюся ампли-туду модулированной волны.

Слайд 12

Описание слайда:

ГРУППОВАЯ СКОРОСТЬ Скорость перемещения волновой группы - это ско-рость перемещения определенной амплитуды. Для ее определения запишем условие постоянст-ва амплитуды: (4.9) Дифференцируя (4.9) по t, получаем скорость пере-мещения волновой группы: В пределе получаем формулу для групповой скорости: (4.10)

Слайд 13

Описание слайда:

ГРУППОВАЯ СКОРОСТЬ ВОЛН ДЕ-БРОЙЛЯ Для волн де-Бройля: (4.11) Таким образом, скорость частицы v равна групповой скорости волн де-Бройля vгр

Слайд 14

Описание слайда:

СООТНОШЕНИЕ МЕЖДУ ФАЗОВОЙ И ГРУППОВОЙ СООТНОШЕНИЕ МЕЖДУ ФАЗОВОЙ И ГРУППОВОЙ СКОРОСТЬЮ ВОЛН ДЕ-БРОЙЛЯ Вернемся к формуле (4.6) и запишем ее в виде или (4.12) Из этой формулы следует, что фазовая скорость волн де-Бройля всегда больше скорости света (т.к. скорость частицы v всегда меньше скорости све-та). Это, однако, не противоречит теории относи-тельности, т.к. фазовая скорость не характеризует ни скорость перемещения массы, ни скорость пе-ремещения энергии.

Слайд 15

Описание слайда:

Гипотеза де-Бройля и правило квантования Бора Пользуясь понятием дебройлевской длины волны, можно дать наглядное истолкова-ние правилу квантования круговых орбит. Электрон обладает волновыми свойства-ми. Чтобы энергия волнового движения не распространялась в другие области (т.е. чтобы электрон при движении вокруг ядра не излучал энергию), волна должна быть стоячей.

Слайд 16

Описание слайда:

На круговой орбите стоячая волна возникает, если на этой орбите уложится целое число длин волн де-Бройля: 2r= n. Отсюда, учитывая, что  = h/mv, находим: На круговой орбите стоячая волна возникает, если на этой орбите уложится целое число длин волн де-Бройля: 2r= n. Отсюда, учитывая, что  = h/mv, находим: т.е. правило квантования. Таким образом, 1-ый постулат Бора – логическое следствие волновой природы электрона.

Слайд 17

Описание слайда:

Интернет-экзамен Длина волны де Бройля частицы уменьши-лась вдвое. Скорость этой частицы … ВАРИАНТЫ ОТВЕТОВ: 1) не изменилась 2) уменьшилась в 4 раза 3) увеличилась в 4 раза 4) уменьшилась вдвое 5) увеличилась вдвое