[PPT]称作物理定律的对称性。
166.111.92.10/jw_downloadfiles/.../1137490503556.ppt
轉為繁體網頁
又叫不变性。 例1 物理定理空间平移的不变性 ... 时间平移不变性 对应 能量守恒定律. 等等(赵凯华新概念力学中 ... 狄拉克从他的Dirac 方程是对称的. 预言了 正电子的 ...
blog.sciencenet.cn/home.php?mod=attachment&id...
轉為繁體網頁
我们先来看物理学规律的时间平移不变性对应的守恒量所应该具有的性质。 .... 这里,f(ω)是函数F(t) 在频率空间的变换函数,表示函数F(t)在不同特征时间尺度上的“分 ..... 我们前面说的Hamiltonian 方程组,量子力学的Dirac 方程,等等)都是线性的。
www.douban.com/group/topic/13304793/
轉為繁體網頁
2010年8月11日 - 其次,有关你所说的圈圈的事情,似乎与这个时间的尺度很有关系。我们来 ..... 每个对称性可以导出一个守恒量,比如说空间平移的不可分辨性就对应着动量守恒。 2, 变换分做 ..... 人们也是首先在Maxwell方程组里看到了规范不变性,而后才总结出规范场论。 ... 我想,首先,Dirac方程不会比Maxwell方程更早被发现
亦称德布罗意波,通常它描述了微观实物粒子的波动特性。在量子理论中,光波粒子性的发
现,促使物理学家逆向思考这样一个问题: 通常认为是粒子的物质,会不会也呈现出干涉、
衍射等波动特征?研究结果表明,所有微观粒子(电子、原子等)都具有波动和粒子的二重属
性,即波粒二象性。微观物理中这种被叫做物质波的奇异现象,后来为许多实验所证实,成
为量子力学建立的重要基础之一。
物质波的基本概念
通常,人们自然地会把电子、质子这样的微观粒子看成与经典力学中的质点相同,具有
轨道或确定的动量和坐标。然而,在 1924 年,法国青年博士研究生德布罗意(de Broglie)
指出:“在辐射理论上,比起波动的研究方法来,过去的研究忽略了粒子的研究方法;那么,
在实物理论上是否发生了相反的错误,是不是我们关于‘粒子’的图像想得太多,而过于忽
略了波动的图像呢?” 他的这一考虑, 主要是基于普朗克(Plank)和爱因斯坦(Einstein)
关于光量子的重要物理发现:电磁辐射的能量是不连续的,电磁场的发射和吸收,只能以“量
子”的方式进行;在这个意义下,辐射场可以看成是由许多 “光量子”组成,而每个光量子
象实物粒子一样,具有特定的能量和动量。这个观念成功地解释了黑体辐射、光电效应、固
体比热和康普顿散射等物理实验。
德布罗意是把光的这个波粒二象性的事实加以推广,提出一切微观粒子都具有波动性的
大胆假设,并论证了一个动量为 p=mv,能量为 E 的自由的粒子,相当于一个波长为λ =h/p、
频率为ω =E/h、沿粒子运动方向传播的平面波(h=6.6260755×10-34Js 是普朗克常量)。由此
可见,粒子的波长与其质量和速度成反比。各种实物粒子的速度是有限的(小于光速),对于
给定的质量,许多粒子物质波的波长是很短的。例如,动能为 100 电子伏特的电子,其物质
波波长仅为 0.12 纳米,这一波长已落在硬 X 射线波段。在室温(17℃)下的氢原子的物质波波
长更短,仅为 0.021 纳米,处于硬 X 射线波段的短波的一端。其他原子的物质波波长更短。
对于宏观物体而言, 由于其物质波波长极短,远远小于宏观物体的尺度,其波动效应通常是
无法观察的。例如一颗质量为 10 克的子弹,当它以 v=300 米/秒的速度射出时,它的波长是
2.21×10-34 米。由于原子核的线度约为 10-15 米(飞米)的数量级,相比之下子弹的波长小到实
验难以测量的程度。这时,人们可以不考虑子弹的物质波效应,用轨道这样的经典概念,就
可以相当准确地描述像飞行中的子弹这样的宏观物体的运动。
物质波的实验验证
在提出物质波假设时,德布罗意并没有任何直接的实验证据。1927 年,美国贝尔实验室
的物理学家戴维逊(Divisson)和革末(Germer),研究了电子在普通镍靶上的散射。由于一
次意外事故, 镍靶被氧化。在将氧化物还原时,他们将多晶的镍处理成几个大的单晶。再进
行电子散射时,竟观测到和 X 射线衍射相类似的图像。X 射线衍射图像的发现是 X 射线具有
波动性的有力证明,电子散射时也发现了类似的图像,这就证明了电子具有波动性。同年,
英国物理学家 G.P.汤姆逊完成了电子束穿过多晶薄膜的衍射实验,也得到了和 X 射线衍射图
像极其相似的照片。这两个著名的实验得出的电子的物质波波长和德布罗意公式计算的结果
相符合,使德布罗意的假设得到了强有力的支持。除电子外,物理学家还陆续用实验证实中
No comments:
Post a Comment