华夏沪深300波粒(波粒二象性通俗解释)

2021年4月28日发(作者：现货白银、白银TD分析:白银T D(ufsgeagtd))

量子力学

题 目:
专题理解：波粒二象性

学生姓名
专 业
学 号 000041基金净值 股票600893 600209股吧
班 级
指导教师
成 绩

工程技术学院

2016 年 1 月

专题理解：波粒二象性
前言：
波粒二象性（wave-particle duality）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。在量子力学里，
微观粒子有时会显示出波动性（这时粒子性较不显著），有时又会显示出粒
子性（这时波动性较不显著），在不同条件下分别表现出波动或粒子的性质。
这种量子行为称为波粒二象性，是微观粒子的基本属性之一。但从经典物理
学的观点来看，“微粒”和“波”是相互排斥的概念，或者说“波”与“微
粒”是两种截然对立的存在。一个东西要么是波，要么是微粒，即“非此即
彼”。那么究竟自由理解波粒二象性呢？通过对量子力学课程的学习以及查
阅相关资料，我对其有了更深的理解并做了以下整理与总结。
一、波粒二象性理论的发展简述
较为完全的光理论最早是由克里斯蒂安·惠更斯发展成型，他提出了一
种光波动说。稍后，艾萨克·牛顿提出了光微粒说。光的波动性与粒子性的
争论从未平息。十九世纪早期，托马斯·杨完成的双缝实验确切地证实了光
的波动性质。到了十九世纪中期，光波动说开始主导科学思潮，因为它能够
说明偏振现象的机制，这是光微粒说所不能够的。同世纪后期，詹姆斯·麦
克斯韦将电磁学的理论加以整合，提出麦克斯韦方程组。应用电磁波方|002796程计
算获得的电磁波波速等于做实验测量到的光波速度。麦克斯韦于是猜测光波
就是电磁波。1888年，海因里希·赫兹做实验发射并接收凯恩股份股吧到麦克斯韦预600225天津松江 言的
电磁波，证实麦克斯韦的猜测正确无误。从这时，光波动说开始被广泛认可。
为了产生光电效应，光频率必须超过金属物质的特征频率，称为其“极
限频率”。根据光波动说，光波的辐照度或波幅对应于所携带的能量，因而
辐照度很强烈的光束一定能提供更多能量将电子逐出。然而事实与经典理论
预期恰巧相反。1905年，爱因斯坦对于光电效应给出解释。他将光束描述为
一群离散的量子，现称为光子，而不是连续性波动。从普朗克黑体辐射定律，
爱因斯坦推论，组成光束的每一个光子所拥有的能量 等于频率乘以一个常
数，即普朗克常数，他提出了“爱因斯坦光电效应方程”。1916年，美国物
理学者罗伯特·密立根做实验证实了爱因斯坦关于光电效应的理论。物理学
者被迫承认，除了波动性质以外，光也具有粒子性质。
在光具有波粒二象性的启发下，法国物理学家德布罗意在1924年提出
一个“物质波”假说，指出波粒二象性不只是光子才有，一切微观粒子，包
括电子和质子、中子，都有波粒二象性。他把光子的动量与波长的关系式
p=hλ推广到一切微观粒子上，指出：具有质量m 和速度v 的运动粒子也
具有波动性，这种波的波长等于普朗克恒量h 跟粒子动量mv 的比，即λ=h
（mv）。这个关系式后来就叫做德布罗意公式。根据德布罗意假说，电子是
应该会具有干涉和衍射等波动现象。1927年，克林顿·戴维森与雷斯特·革
末设计与完成的戴维森-革末实验成功证实了德布罗意假|长春高新区邮编说。
2015年瑞士洛桑联邦理工学院科学家成功拍摄出光同时表现波粒二象
性的照片。
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二、对波粒二象性的理解
微观粒子既具有波的特性,又具有粒子的特性,那么微观粒子究竟是什
么呢? 如何理解微观粒子的波粒二象性呢?
首先,让永新股份股票我们以中海优质基金净值对月亮的认识为例稀有金属股票 作个类比。月初时,月亮看来像是钩子;
月圆时,月亮看来像是盘子。其实,它既不是钩子也不是盘子,而是像地球一
样的球体。这一点直到”阿波罗”号载人飞船成功登月以后才得到了确认。
可见,在没有找到恰当的概念去理解新现象时,人们总希望借助旧有的概念
去描述它,因而往往难以描述得很确切。
对微观粒子的认识也是一样:它既不是,弹丸,似的粒子,也不是,波浪,
似的波。以电子为例,它通过晶体时产生干涉或衍射现象——表现出波动性
(即叠加性);而当它通过威尔逊云室时又留下径迹——表现出粒子性(即整
体性) 。这就是说,人们要认识肉眼看不到的微观粒子,只能像,瞎子摸象,
一样用仪器去摸，在某种条件下摸出来的象是波;在另一种条件下摸出来的
象是粒子。微观粒子是新东西,用旧概念去反映它必然会感到蹩扭,这是不足
为奇的。但是,科学毕竟是严谨的、客观的。研究表明:微观粒子既不是经典
的波,也不是经典的粒子,它是具有波动和粒子双重特性的第三种客体,是波
粒二象性的矛盾统一体。
1、物体从宏观到微观，即物体由大到小改变时，量变将导致质变——
使得微观物体的运动规律不能用牛顿定律来描述。
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