tailieunhanh - Bài giảng Vật lý 2: Cơ sở cơ học lượng tử

Bài giảng gồm 5 phần trình bày các nội dung: Lưỡng tính sóng - hạt của vật chất, phương trình Schrodinger, hạt trong giếng thế vô hạn một chiều, hệ thức bất định Heisenberg, kính hiển vi quét dùng hiệu ứng đường ngầm. | Nội dung 1. Lưỡng tính sóng-hạt của vật chất 2. Phương trình Schrödinger 3. Hạt trong giếng thế vô hạn một chiều Cơ sở 4. Hệ thức bất định Heisenberg Cơ Học Lượng Tử 5. Kính hiển vi quét dùng hiệu ứng đường ngầm STM Lê Quang Nguyên leqnguyen nguyenquangle59@ 1. Lưỡng tính sóng hạt của vật chất 1a. Giả thuyết De Broglie a. Giả thuyết De Broglie Ánh sáng có lưỡng tính sóng-hạt. b. Ví dụ Các hạt vật chất phải chăng cũng có lưỡng tính sóng-hạt c. Kiểm chứng De Broglie 1923 các hạt vật chất cũng là d. Ứng dụng sóng bước sóng vật chất hay sóng De Broglie e. Bản chất của sóng vật của một hạt có động lượng p là chất f. Bài tập h λ p Louis De Broglie 1892-1987 https tailieudientucntt 1b. Ví dụ 1 1b. Ví dụ 2 Voi Dumbo khối lượng Bước sóng De Broglie của một hạt bụi khối 1000 kg bay với vận tốc lượng 10 9 kg rơi với vận tốc 0 020 m s. 10 m s sẽ có bước sóng h 6 626 10 34 J s De Broglie là bao nhiêu λ 9 3 313 10 23 m p 10 kg 0 020m s h 6 626 10 34 J s λ 6 626 10 38 m p 10 kg 10m s 3 Bước sóng này cũng quá nhỏ để có thể quan sát được. Bước sóng này quá nhỏ Các hạt vĩ mô không thể hiện rõ tính sóng. để có thể quan sát được. 1b. Ví dụ 3 1c. Kiểm chứng thực nghiệm 1 Một electron trong mạch điện hay trong Davisson và Germer 1927 electron có thể nguyên tử có động năng trung bình vào khoảng nhiễu xạ trên tinh thể Nickel giống như tia X 1 eV có bước sóng De Broglie bằng vậy. h 6 626 10 34 J s Nhiễu xạ của electron trên tinh thể cũng tuân λ theo định luật Bragg. 2mK 2 9 11 10 31 kg 1 6 10 19 J Bước sóng electron đo được phù hợp với giả 10 9 m 10Å thuyết De Broglie. Bước sóng này vào cỡ kích thước của nguyên tử nên có thể quan sát được. Các hạt vi mô thể hiện rõ tính sóng. https tailieudientucntt 1c. Kiểm chứng thực nghiệm 2 1c. Kiểm chứng thực nghiệm 3 G. P. Thomson 1927 electron có thể nhiễu xạ Zeilinger et al. 1988 Nhiễu xạ neutron trên hai trên màng mỏng kim loại tạo ra vân tròn khe. tương tự như tia