晶体论文答辩

所谓粒子，主要是指它具有集中的、不可分割的特性。微观客体和其他物质相互作用时，取粒子的方式，而不是波动方式，我们接收到的是一颗一颗的粒子，接收不到分数颗粒子。其次，提到波就意味着场的概念，所谓波不过是周期性地传播运动的场而已。场是弥散的。微观客体的传播取波动的方式，而不像经典粒子一样有一条轨道。波动性和粒子性是在不同实验条件下得到的概念。-----摘自 柯善哲《量子力学》 科学出版社

蒲丰投针实验（Buffon's Needle）

蒲丰投针实验是法国数学家、自然科学家“乔治-路易·勒克莱尔·德·蒲丰”在18世纪提出的。其实验方法极其简单：

1）取出一张白纸，在白纸上画出一组平行等距的直线。（什么，没白纸？那就用石头在地上画线吧。。）

2）将纸平放，任意地向白纸上抛一枚长度为直线间距一半的针（如上图所示）。（什么，针也没有？那。。找根小木棍凑合一下吧。。。）

3）多次投针，记录下针与直线相交的次数和总的投针次数，最后相除算出针与直线相交的概率。你会惊奇地发现此概率为圆周率的倒数（1/ π）。

蒲丰投针实验是第一个用几何形式表达概率问题的例子。我们可以用这种方法来估计圆周率π。

标题 摘要 引子 关键词 正文 一号标题、二号标题。。。 结论 参考文献

1、标题； 2、作者单位与姓名及邮政编码； 3、论文摘要； 4、关键词； 5、正文：包括论文撰写的背景与该问题的研究意义；论证；结论； 6、参考文献。

我觉得20世纪的物理学，最体现人类智慧之光的实验是电子衍射实验。其不但体现在实验上，更体现了理论学家的惊人的洞察力和应变力。

大约在1923年，得布罗意最先大胆得意识到粒子也是一种波，并在博士期间发表了三篇短文关于物质波的猜想。之后在博士论文中全面阐述了物质波理论及其应用（网络上，甚至某些课上流传的得布罗意的论文只有一页纸，那是胡说八道。他的博士论文有下载的，有100多页呢）。可惜在论文中没有涉及任何的验证实验，纯粹是逻辑推理。

在当时论文答辩会上，针对物质波思想，佩兰问德布罗意：有没有办法验证这一观点？他立刻回答：“通过电子在晶体上的衍射实验，应当有可能观察到这种假定的波动 的效应。” 我是在量子力学课上听老师讲到这一节，当时就觉得简直太牛逼了。那个时候有一些X射线衍射实验，但是把电子作为一种波，然后估算波长，用晶格作为干涉体。在答辩时能把这些联系起来，简直是神了。

3年后的1927年，美国物理学家戴维孙和英国物理学家.汤姆孙分别发现了晶体的电子衍射，完全证实了电子的波性。

戴维孙-革末的实验装置本身就极其精巧。整套装置仅长5英寸、高2英寸，密封在玻 璃泡里，并达到了那个时代的高真空度达10^-8 torr。一个电子枪连续地射出一束电子，电子经过54V的平行板的加速，给予了它们动能以直角角度，入射在一个镍晶体（垂直于晶体的表面）。在与镍晶体碰撞后，电子会朝各个方向散射出去。散射电子用一双层的法拉第桶收集，送到电流计测量。收集器内外两层之间用石英绝缘，加有反向电压过滤，以阻止经过非弹性碰撞的电子进入收集器；收集器可沿轨道转动，使散射角在 20°～90°的范围内改变。 这样就可以测量出来电子的散射强度与散射角度的数据关系。在散射角度为50度的方向，戴维森与革末发现散射强度特别显著。通过布拉格方程，可以得到电子的波长并转化成电子的能量。考虑了晶体的折射率后，和得布罗意公式符合得很好。

在量子力学建立的过程中，每一个进步都是极其令人激动的！那些大胆的物理学家们在人类知识的边缘直接迈出了一大步，指向了未来的发展方向。