想必現(xiàn)在有很多小伙伴對于什么是波粒二象性方面的知識都比較想要了解，那么今天小好小編就為大家收集了一些關于什么是波粒二象性方面的知識分享給大家，希望大家會喜歡哦。

1、光到底是波還是粒子？這在物理學界經(jīng)歷了長期的爭論。牛頓是微粒說的代表人物，而惠更斯則認為光是機械波。經(jīng)歷了麥克斯韋、赫茲、托馬斯楊、菲涅耳等人的努力，人們逐漸認識到光是一種電磁波。

2、但是，科學家赫茲發(fā)現(xiàn)了光電效應現(xiàn)象：紫外線照射可以使得鋅板發(fā)射電子。

3、未經(jīng)芝士回答允許不得包轉(zhuǎn)電歷載本文內(nèi)容，壓否則將視各為侵權

4、出機性反原革求邊山，海再越克率卻嚴。

5、原本大家以為這是個平淡無奇的現(xiàn)象，因為光具有能量，可以將電子撞出。但是，最初人們認為光的能量與光強有關，因此越強的光越容易發(fā)生光電效應，但是這個想法卻無法獲得實驗支持。人們發(fā)現(xiàn)光電效應是否發(fā)生與光的強弱無關，而似乎與光的頻率有關：頻率越大越容易發(fā)生光電效應。

6、年同工產(chǎn)多所起沒較幾九則保，規(guī)導交酸準。

7、為了解釋這個問題，愛因斯坦大膽借用了普朗克的觀點。他認為：光的能量是一份份的，每一份稱為一個光量子，或簡稱光子，光子的能量與頻率的關系也滿足普朗克公式。

8、比如，紫外線光子的能量就比可見光強，可見光的光子能量又比紅外線強。因此，只有頻率高的光才能將電子撞出。光強并不表示每個光子的能量，而表示光子的個數(shù)。愛因斯坦通過這個關系完美解釋了光電效應實驗，并獲得諾貝爾獎。

9、于是，在愛因斯坦提出了光子學說之后，人們認識到光不光具有波動性，也具有粒子性，于是就稱為波粒二像性。愛因斯坦說：“好像有時我們必須用一套理論，有時候又必須用另一套理論來描述（這些粒子的行為），有時候又必須兩者都用?！?/p>

10、既然電磁波是有粒子性的，那么粒子是否也有波動性呢？這個想法看似天方夜譚，一個蘋果如何能跟波聯(lián)系到一起？

11、但是自然界就是這么神奇，就好像法拉第發(fā)現(xiàn)了變化的磁場可以產(chǎn)生電場，麥克斯韋就聯(lián)想到變化的電場也能產(chǎn)生磁場一樣，一位年輕的法國學者大膽的預言：不只光具有波粒二象形，實物粒子也有波粒二象性。這就是法國學者路易·維克多·德布羅意。

12、德布羅意經(jīng)過長期的思索，得出一個結(jié)論：不止是光，所有的物質(zhì)都具有波粒二象性。物質(zhì)的粒子性由動量P代表(質(zhì)量與速度的乘積)，波動性由波長λ代表，并且二者的乘積等于普朗克常數(shù)h.

13、比如，一顆子彈質(zhì)量m=0.1kg, 當它以v=300m/s的速度運動的時候，子彈的動量P=mv=30kgm/s.這樣子彈的波長

14、這個波長如此之短，任何儀器都無法探測到，但是它是存在的。

15、在此之前，量子力學教父級人物——丹麥物理學家尼爾斯.波爾在1913年提出了氫原子能量量子化模型。

16、波爾指出：電子在圍繞氫原子運動時，軌道只能取某些特定的值。這些特定的值滿足量子化條件：

17、其中m是電子質(zhì)量， r是電子軌道半徑，v是電子速度，n是一個整數(shù)，稱為量子數(shù)。h是普朗克常數(shù)。

18、當電子在不同軌道之間躍遷時，氫原子就可以發(fā)射光子。波爾通過這個假設成功解釋了氫原子發(fā)光現(xiàn)象，并獲得諾貝爾獎。

19、可是，為什么氫原子的運動要滿足這個規(guī)律呢？1923年，德布羅意在《法國科學院學報》上連續(xù)發(fā)表了三篇論文，解釋了波爾量子化條件：電子軌道必須使得電子在原子核周圍形成駐波。

20、所謂駐波，就是指電子的波長必須能夠收尾相接。也就是說，電子軌道周長必須是波長的整數(shù)倍。

21、如果電子的波長與動量的關系滿足λ=h/P,就可以得到與波爾的完全一致的結(jié)論了。

22、要證實一個物理理論，必須通過實驗。既然粒子具有波動性，那么就應該能表現(xiàn)出波的特點，那就是干涉和衍射。干涉和衍射是指：波通過障礙物時會傳播方向會發(fā)生變化，造成障礙物后面出現(xiàn)不同于直線傳播的圖案。例如：雙縫干涉就是光通過兩個縫隙之后，在后面的屏幕上出現(xiàn)明暗相間的條紋。

23、圓孔衍射就是光通過一個小孔之后在后面的屏幕上形成同心圓環(huán)。

24、干涉和衍射是波特有的，聲波、水波、光波都具有干涉和衍射現(xiàn)象。 那么要證實物質(zhì)波的存在，就必須發(fā)現(xiàn)粒子的干涉和衍射現(xiàn)象。

25、終于，科學家GP湯姆孫成功觀測到了電子的圓孔衍射圖樣：將電子通過一個狹窄的縫，電子經(jīng)過縫之后居然表現(xiàn)出了光的特點——在屏幕上出現(xiàn)了衍射條紋。至此物質(zhì)波的學說被人們證實了。

26、那么，粒子的波動性本質(zhì)到底是什么呢？

27、德國物理學家玻恩提出：粒子的波動性與經(jīng)典的機械波不同，它并不表示振動形式的傳遞，而是表示粒子存在于各個不同位置的概率。也就是說：微觀世界中的粒子并不一定在某個位置，而是存在一定的概率分布。在某些地方概率大，在某些地方概率小，用波函數(shù)就能描述這種差別。這種解釋稱為哥本哈根詮釋。宏觀物質(zhì)——例如一個蘋果，也具有波動性，只是由于波長太小，所以人們才會沒有感覺。

28、現(xiàn)在人們認為：物質(zhì)的波粒二像性是普遍存在的，但是只有在微觀世界，討論它才有意義。這是因為在微觀世界，牛頓力學已經(jīng)失效，必須使用量子力學，量子力學的基礎就是概率與不確定性，而波動性正好可以描述這種性質(zhì)。

本文到此結(jié)束，希望對大家有所幫助。

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