Презентация на тему: Гипотеза и формула де Бройля Де Бройль предположил, что корпускулярно- волновым

Гипотеза и формула де Бройля Де Бройль предположил, что корпускулярно- волновым
Гипотеза и формула де Бройля Де Бройль предположил, что корпускулярно- волновым
Гипотеза и формула де Бройля Де Бройль предположил, что корпускулярно- волновым
Гипотеза и формула де Бройля Де Бройль предположил, что корпускулярно- волновым
Гипотеза и формула де Бройля Де Бройль предположил, что корпускулярно- волновым
Гипотеза и формула де Бройля Де Бройль предположил, что корпускулярно- волновым
Гипотеза и формула де Бройля Де Бройль предположил, что корпускулярно- волновым
Гипотеза и формула де Бройля Де Бройль предположил, что корпускулярно- волновым
Гипотеза и формула де Бройля Де Бройль предположил, что корпускулярно- волновым
Гипотеза и формула де Бройля Де Бройль предположил, что корпускулярно- волновым
Гипотеза и формула де Бройля Де Бройль предположил, что корпускулярно- волновым
Гипотеза и формула де Бройля Де Бройль предположил, что корпускулярно- волновым
Гипотеза и формула де Бройля Де Бройль предположил, что корпускулярно- волновым
Гипотеза и формула де Бройля Де Бройль предположил, что корпускулярно- волновым
Гипотеза и формула де Бройля Де Бройль предположил, что корпускулярно- волновым
Гипотеза и формула де Бройля Де Бройль предположил, что корпускулярно- волновым
Гипотеза и формула де Бройля Де Бройль предположил, что корпускулярно- волновым
1/17
Средняя оценка: 4.6/5 (всего оценок: 87)
Код скопирован в буфер обмена
Скачать (191 Кб)
1

Первый слайд презентации

Гипотеза и формула де Бройля Де Бройль предположил, что корпускулярно- волновым дуализмом (двойственными корпускулярно- волновыми свойствами) обладает не только свет, но и любые частицы вещества – электроны, протоны, атомы и т.д. Связь между корпускулярными и волновыми характеристиками для микрочастиц такая же, как и для фотонов: - формула де Бройля для υ << с.

Изображение слайда
2

Слайд 2

Гипотеза де Бройля получила подтверждение в опытах по дифракции пучка электронов, прошедших через тонкие металлические фольги (опыты Дэвиссона и Джермера, Томсона, П.С.Тартаковского и др.) сравнить: дифракция электронов дифракция рентгеновских лучей Пример : электроны, прошедшие ускоряющую разность потенциалов U =1 В, имеют длину волны λ = 1,225 нм Экспериментальное подтверждение гипотезы де Бройля

Изображение слайда
3

Слайд 3

Соотношения неопределённостей Так как микрочастица обладает одновременно и свойствами волны и свойствами частицы, то она не является ни волной, ни частицей в обычном понимании. Поэтому характеристики частицы, введённые в классической механике (координаты, импульс, траектория и т.д.), для них применимы с некоторыми ограничениями. Эти ограничения установлены Гейзенбергом и называются соотношениями неопределённостей или соотношениями Гейзенберга : Δ x Δ р х ≥ ħ Чем более точно заданы координаты Δ у Δ р у ≥ ħ микрочастицы, тем менее определённым Δ z Δ р z ≥ ħ становится её импульс, т.е. тем больше ошибка в определении импульса. Одновременно одинаково точно определить и координату и импульс микрочастицы невозможно.

Изображение слайда
4

Слайд 4

Аналогичное соотношение существует для энергии Е микрочастицы и времени t пребывания её в состоянии с данной энергией: Δ E. Δ t ≥ ħ Δ E – ошибка в определении энергии; Δ t – неопределённость во времени; ħ = h /2 π – приведённая постоянная Планка.

Изображение слайда
5

Слайд 5

Волновая функция Согласно опытным данным, параллельный пучок микрочастиц обладает свойствами плоской волны, распространяющейся в направлении движения частиц со скоростью υ. Уравнение плоской волны в общем виде: Ψ = Ψ 0 со s( ω t - kr) или Ψ = Ψ 0. (*) Чтобы это уравнение описывало процесс распространения волн де Бройля (движения микрочастиц), необходимо ввести в него характеристики частицы: Е = ħ ω, след.: ω = Е / ħ ; k = 2 π / λ, λ = h / p, k = p/ħ, Подставим выражения ω и k в формулу (*): - это волновая или пси-функция

Изображение слайда
6

Слайд 6

Сама волновая функция физического смысла не имеет. Имеет смысл квадрат модуля её амплитуды, пропорциональный интенсивности волны. Дифракционная картина потока микрочастиц Представляет собой чередование светящихся и тёмных колец (экран покрыт сцинтиллирующим веществом). Рассмотрим дифракцию с двух позиций – волновой и корпускулярной. С волновой точки зрения светящиеся кольца соответствуют тем местам, где квадрат модуля амплитуды волновой функции достигает максимума: | Ψ 0 | 2 = | ΨΨ *| = | Ψ | 2 - максимально. Физический смысл волновой функции

Изображение слайда
7

Слайд 7

Таким образом, квадрат модуля амплитуды волновой функции (волн де Бройля) в данной точке пространства определяет вероятность обнаружения микрочастицы в этой точке. Вероятность обнаружения микрочастицы в элементе объёма dV : dW = | Ψ 0 | 2 dV. Тогда имеем: | Ψ 0 | 2 = dW / dV = ρ w С корпускулярной точки зрения светящиеся кольца соответствуют тем местам, куда чаще попадают микрочастицы, т.е. в этих местах наибольшая вероятность обнаружения частицы. ρ w - плотность вероятности обнаружения микрочастицы в данном объёме в момент времени t.

Изображение слайда
8

Слайд 8

Так как частица существует, она обязательно будет обнаружена в какой-либо точке пространства – это достоверно. Вероятность достоверного события равна 1, поэтому: Этот интеграл – условие нормировки волновой функции. Все волновые функции должны быть нормированы. Квадрат модуля амплитуды волновой функции определяет плотность вероятности ρ w обнаружения микрочастицы в данном объёме в момент времени t.

Изображение слайда
9

Слайд 9

Уравнение Шредингера Уравнение Шредингера играет в нерелятивистской квантовой механике такую же роль, что и 2-ой закон Ньютона в классической механике. Как и второй закон Ньютона это уравнение не выводится, а постулируется. Уравнение Шредингера имеет вид: где: U ( x,y,z,t ) – потенциальная энергия частицы в силовом поле, в котором она движется ; m – масса микрочастицы; - оператор Лапласа; Ψ ( x,y,z,t ) – искомая волновая функция; i =√- 1 - мнимое число.

Изображение слайда
10

Слайд 10

Рассмотренное уравнение называют временным уравнением Шредингера, т.к. Ψ и U зависят от времени. Уравнение Шредингера дополняется следующими важными условиями: 1) функция Ψ должна быть непрерывна, однозначна, конечна; 2) ∂ Ψ /∂ x, ∂ Ψ / ∂ y, ∂Ψ /∂ z, ∂Ψ / ∂ t – должны быть непрерывны; 3) функция | Ψ | 2 должна быть интегрируема, т.е. должен быть конечным. В частном случае это условие нормировки. Если во временном уравнении Шредингера произвести разделение переменных: Ψ (x,y,z,t)= ψ (x,y,z) ·φ (t), то можно получить уравнение Шредингера не зависящее от времени, которое называется стационарным уравнением Шредингера.

Изображение слайда
11

Слайд 11

Стационарное уравнение Шредингера имеет вид: (*) где ψ (x,y,z ) – искомая волновая функция; Е – полная энергия частицы, движущейся в силовом поле и обладающей потенциальной энергией U(x,y,z ). Функции ψ, являющиеся решением уравнения (*), называются собственными функциями, а значения энергий, при которых уравнение (*) имеет решения, называются собственными значениями энергий. Например, при решении задачи о свободной частице, стационарное уравнение Шредингера имеет решения при любых значениях энергий, т.е. энергия свободной частицы не квантована.

Изображение слайда
12

Слайд 12

АТОМ ВОДОРОДА В ТЕОРИИ ШРЕДИНГЕРА ψ = ψ п lm

Изображение слайда
13

Слайд 13

n=1, 2, 3,…….- главное квантовое число; l = 0, 1,..., ( n - 1) - орбитальное квантовое число , L lz = m m l = 0, ±1, ±2,..., ± l - магнитное квантовое число s = m s =  1/2 – c пиновое квантовое число - число состояний с заданным значением энергии ( п )

Изображение слайда
14

Слайд 14

АТОМ БОРА R=1,097373. 10 7 м -1 R * =3,3. 10 15 c -1 r n = r 1 n 2 Решая эту систему уравнений, можно получить r и υ : где п = 1, 2, 3,… - главное квантовое число При п = 1

Изображение слайда
15

Слайд 15

При п = 1 υ n = υ n /n Зная r п и υ п, можно определить кинетическую, потенциальную и полную энергии электрона в атоме водорода на п – ой орбите ( Е к, Е р и Е п ).

Изображение слайда
16

Слайд 16

h ν = Е п – Е т ; п = 1 - энергия ионизации атома водорода

Изображение слайда
17

Последний слайд презентации: Гипотеза и формула де Бройля Де Бройль предположил, что корпускулярно- волновым

Спектр атома водорода по Бору

Изображение слайда