波粒二象性的问题

发布网友 发布时间：2022-04-23 08:00

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热心网友 时间：2022-06-18 01:37

波粒二象性（wave-particle ality）是指某物质同时具备波的特质及粒子的特质。波粒二象性是量子力学中的一个重要概念。
震动的微粒子的解说——量子论
波粒统一性（邓宇等）
振动中的弦
微粒子的振动+平动＝波动粒子
在经典力学中，研究对象总是被明确区分为两类：波和粒子。前者的典型例子是光，后者则组成了我们常说的“物质”。1905年，爱因斯坦提出了光电效应的光量子解释，人们开始意识到光波同时具有波和粒子的双重性质。1924年，德布罗意提出“物质波”假说，认为和光一样，一切物质都具有波粒二象性。根据这一假说，电子也会具有干涉和衍射等波动现象，这被后来的电子衍射试验所证实。
[编辑本段]“波”和“粒子”统一的数学关系
振动粒子的量子论诠释
物质的粒子性由能量 E 和动量 p 刻划，波的特征则由电磁波频率 ν 和其波长 λ 表达，这两组物理量的比例因子由普朗克常数 h（h=6.626*10^-34J·s） 所联系。
E=hv , E=mc^2 联立两式，得：m=hv/c^2(这是光子的相对论质量，由于光子无法静止，因此光子无静质量）而p=mc
则p=hv/c（p 为动量）
粒子波的一维平面波的偏微分波动方程,其一般形式为
эξ/эx=(1/u)(эξ/эt) 5
三维空间中传播的平面粒子波的经典波动方程为
эξ/эx+эξ/эy+эξ/эz=(1/u)(эξ/эt) 6
波动方程实际是经典粒子物理和波动物理的统一体,是运动学与波动学的统一.波动学是运动学的一部分,是运动学的延伸,即平动与振动的矢量和.对象不同,一个是连续介质,一个是定域的粒子,都可以具有波动性.（邓宇等，80年代）
经典波动方程1,1'式或4--6式中的u,隐含着不连续的量子关系E=hυ和德布罗意关系λ=h/p,由于u=υλ，故可在u=υλ的右边乘以含普朗克常数h的因子(h/h),就得到
u＝(υh)(λ/h)
=E/p
使经典物理与量子物理,连续与不连续(定域)之间产生了联系,得到统一.
2.粒子的波动与德布罗意物质波的统一
德布罗意关系λ=h/p,和量子关系E=hυ(及薛定谔方程)这两个关系式实际表示的是波性与粒子性的统一关系, 而不是粒性与波性的两分.德布罗意物质波是粒波一体的真物质粒子,光子,电子等的波动.

参考资料：http://ke.baidu.com/view/7696.htm

热心网友 时间：2022-06-18 01:37

波动性是指光能够衍射来证明的,泊松亮斑就是很好的证明,所以说光是一种电磁波,具有各种短波长波的特性.但同时,光具有粒子性,证明的方法就是,它能够反射,这是最早对光的定义,起先就认为光一种光粒子.想象一下无数个一直线排列的小球朝同一平面发射过去,是不是都会朝一个方向反射.那么你也可以把这些小球看作一束光.所谓波粒二向性是指光这两种特性都符合.比较得特殊.

粒子说（艾萨克·牛顿）：光是由一颗颗像小弹丸一样的机械微粒所组成的粒子流，发光物体接连不断地向周围空间发射高速直线飞行的光粒子流，一旦这些光粒子进入人的眼睛，冲击视网膜，就引起了视觉，这就是光的微粒说．牛顿用微粒说轻而易举地解释了光的直进、反射和折射现象．但微粒说却不能解释几束光交叉相遇后彼此毫无防碍地继续传播。因为宏观现象中任何两个实物都会改变其运动状态。可见，微粒说能成功地解释一些光现象，但不能解释所有的光现象。光究竟是什么？

波动说（克里斯蒂安·惠更斯）：惠更斯反对牛顿的微粒说。根据声和光的某些现象的相似性，提出光是一种波。但，他将光波跟机械波等同。惠更斯的光波动说能解释光的反射、折射现象，尤其能解释微粒说不能解释的光照射到两种介质交界面处同时发生的反射、折射现象和几束光交叉相遇后毫无防碍地继续传播。因为，这些波的现象是人类已经认识的波特具有的现象。但，波动说却不能解释光的直进现象。可见，波动说能成功解释许多光现象，但不能解释所有的光现象。

波粒二象性（阿尔伯特·爱因斯坦、路易斯·德布罗意）：光既有波动性，有具有粒子性。波粒二象性是量子力学中的一个重要概念。

微粒子的振动+平动＝波动粒子

光的粒子性与波动性的光电效应方程
由于E=hv，这光照射到原子上，其中电子吸收一份能量，从而克服逸出功，逃出原子。电子所具有的动能Ek=hv-W0,W0为电子逃出原子所需的逸出功。这就是爱因斯坦的光电效应方程。

光的能量与振幅、频率的关系：当频率高时，体现出光的粒子性；当频率低时，体现的是光的波动性，能量的大小看振幅的大小