光的波粒二象性簡(jiǎn)介光一直被認(rèn)為是最小的物質(zhì),雖然它是個(gè)最特殊的物質(zhì),但可以說探索光的本性也就等于探索物質(zhì)的本性。歷史上,整個(gè)物理學(xué)正是圍繞著物質(zhì)究竟是波還是粒子而展開的。 光學(xué)的任務(wù)是研究光的本性,光的輻射、傳播和接收的規(guī)律;光
波粒二象性指的是所有的粒子或量子不僅可以部分地以粒子的術(shù)語來描述,也可以部分地用波的術(shù)語來描述,波粒二象性是微觀粒子的基本屬性之一。
這個(gè)其實(shí)了解一下科學(xué)史就理解了。 波粒二象性源自于對(duì)光的本性的探索,對(duì)于“光是微粒還是波?”這個(gè)問題,在18~19世紀(jì),甚至是20世紀(jì)初,每一位稍微和物理搭上一點(diǎn)關(guān)系的科學(xué)家,都必須仔細(xì)研究一下這個(gè)問題。因?yàn)楣饧扔邢瘛爸本€傳播”這類粒子特
在經(jīng)典力學(xué)里,研究對(duì)象總是被明確區(qū)分為“純”粒子和“純”波動(dòng)。前者組成了我們常說的“物質(zhì)”,后者的典型例子則是光波。波粒二象性解決了這個(gè)“純”粒子和“純”波動(dòng)的困擾。
簡(jiǎn)單來說就是:光可以看成是是由很多一粒粒的光粒子在一起組成的,也可以看成是一種波。你想想看,粒子是可以看得見摸得著的,而波不可以(光除外,光是唯一看得見的一種電磁波)。這兩者是不是很矛盾呢?正因?yàn)楣庥羞@種特殊的物質(zhì),所以我們把
它提供了一個(gè)理論框架,使得任何物質(zhì)有時(shí)能夠表現(xiàn)出粒子性質(zhì),有時(shí)又能夠表現(xiàn)出波動(dòng)性質(zhì)。之所以在日常生活中觀察不到物體的波動(dòng)性,是因?yàn)樗麄兘再|(zhì)量太大,導(dǎo)致德布羅意波長(zhǎng)比可觀察的極限尺寸要小很多,因此可能發(fā)生波動(dòng)性質(zhì)的尺寸在日常生活經(jīng)驗(yàn)范圍之外。
不是這么理解的,波粒二象性是指微觀粒子既是一種實(shí)物粒子,同時(shí)又是一種波,而不是說它的運(yùn)動(dòng)軌跡像波一樣,而這種波也不是不同意義上的波,它是一種概率波,是指這個(gè)微觀粒子在空間中分布的概率是按那個(gè)波的方程分布的,也就是對(duì)應(yīng)的薛定諤方
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波粒二象性到底是什么意思?
波粒二象性(wave-particle duality)指的是所有的粒子或量子不僅可以部分地以粒子的術(shù)語來描述,也可以部分地用波的術(shù)語來描述。這意味著經(jīng)典的有關(guān)“粒子”與“波”的概念失去了完全描述量子范圍內(nèi)的物理行為的能力。
波在經(jīng)典物理學(xué)中被看作是介質(zhì)上的多個(gè)粒子受激發(fā)振動(dòng)傳遞能量的一種形式。實(shí)際上經(jīng)典物理學(xué)描述的波只是粒子受激的震動(dòng),波只是傳播形式。所以,經(jīng)典物理學(xué)描述的波還是基于粒子的概念。
擴(kuò)展資料:
波粒二象性開啟了現(xiàn)代物理,這個(gè)提法,源自對(duì)“光是粒子還是波”的大思考。最后給出的結(jié)論是,光具有波粒二象性。一個(gè)物體出發(fā),某個(gè)時(shí)間點(diǎn)只能出現(xiàn)一個(gè)地方,是粒子屬性。如果可以出現(xiàn)等距離出現(xiàn)在所有地方,就是波屬性。
更有科學(xué)實(shí)驗(yàn)提出判斷,將粒子屬性加速無數(shù)倍數(shù),宏觀無數(shù)倍,就具備了波屬性。將波屬性速度降低無數(shù)倍,微觀無數(shù)倍,就成了粒子屬性。愛因斯坦著名的質(zhì)量能量公式,E=MC2。粒子屬性就是物質(zhì)性,波屬性就是能量性。粒子屬性與波屬性是可以相互轉(zhuǎn)化的。光是粒子屬性最弱的粒子,也是波屬性最弱的波。是轉(zhuǎn)化態(tài)。
參考資料來源:
百度百科-波粒二象性
波粒二象性到底是什么意思?
波粒二象性并不是說物質(zhì)有時(shí)候是波有時(shí)候是粒子。從本質(zhì)上講,萬物都是有粒子組成的,電磁輻射也不例外。但是,電磁輻射(例如可見光)卻強(qiáng)烈的表現(xiàn)出波動(dòng)性。那么這個(gè)波動(dòng)性究竟是怎么來的呢?這個(gè)波動(dòng)性是一種統(tǒng)計(jì)規(guī)律。下面以光為例來描述一下這個(gè)統(tǒng)計(jì)規(guī)律。
1.大量光子的集體行為。通常的光都是由大量光子組成的,這些大量光子在空間中的分布滿足一定的規(guī)律,我們能看到光的干涉現(xiàn)象,就是這個(gè)規(guī)律的表現(xiàn)。
2.單光子的長(zhǎng)期行為。通常干涉都是大量光子的行為。如果現(xiàn)在用一個(gè)閥門,每次只允許一個(gè)光子通過,光子打到屏上就記下一個(gè)亮點(diǎn)。結(jié)果發(fā)現(xiàn),經(jīng)過足夠長(zhǎng)時(shí)間后仍能看到干涉條紋。
因此,光的波動(dòng)性是光子的空間分布的體現(xiàn),它不是由于光子之間的相互作用產(chǎn)生的。光子的空間分布,是用波函數(shù)來描述的。波函數(shù)是一個(gè)復(fù)函數(shù),它的模的平方就等于光子在相應(yīng)坐標(biāo)點(diǎn)出現(xiàn)的幾率。
光的波動(dòng)性是一種統(tǒng)計(jì)規(guī)律宏觀表現(xiàn),因此提出波粒二象性的德布羅意把光波描述為概率波。
光的本質(zhì)的最有力證明是
波動(dòng)性:干涉現(xiàn)象
粒子性:康普頓效應(yīng) 光子碰撞電子改變了電子的動(dòng)量
量子性:光電效應(yīng)
那么其他微觀粒子有沒有波動(dòng)性呢。電子的衍射實(shí)驗(yàn)證明電子也有波動(dòng)性。
因此波動(dòng)性與粒子性一點(diǎn)也不矛盾。粒子和波不是兩種截然不同的物質(zhì),粒子性是物質(zhì)的本質(zhì),波動(dòng)性是統(tǒng)計(jì)規(guī)律,任何物質(zhì)都是如此。有的物質(zhì)看不出波動(dòng)性是因?yàn)槠洳▌?dòng)性十分微弱肉眼凡胎看不出來,有的物質(zhì)看不出粒子性是因?yàn)樗憩F(xiàn)出強(qiáng)烈的波動(dòng)性而粒子性微弱所以人看到的都是波動(dòng)性的現(xiàn)象。本回答被提問者采納
光的波粒二象性是什么意思?
光的波粒二象性簡(jiǎn)介 光一直被認(rèn)為是最小的物質(zhì),雖然它是個(gè)最特殊的物質(zhì),但可以說探索光的本性也就等于探索物質(zhì)的本性。歷史上,整個(gè)物理學(xué)正是圍繞著物質(zhì)究竟是波還是粒子而展開的。
光學(xué)的任務(wù)是研究光的本性,光的輻射、傳播和接收的規(guī)律;光和其他物質(zhì)的相互作用(如物質(zhì)對(duì)光的吸收、散射、光的機(jī)械作用和光的熱、電、化學(xué)、生理效應(yīng)等)以及光學(xué)在科學(xué)技術(shù)等方面的應(yīng)用。先熟悉一下有關(guān)光的基本知識(shí)。
光的波粒二象性簡(jiǎn)單說就是光既具有波動(dòng)特性,又具有粒子特性
編輯本段光的波動(dòng)說與微粒說之爭(zhēng)笛卡兒提出的兩點(diǎn)假說 在人們對(duì)物理光學(xué)的研究過程中,光的本性問題和光的顏色問題成為焦點(diǎn)。關(guān)于光的本性問題,笛卡兒在他《方*》的三個(gè)附錄之一《折光學(xué)》中提出了兩種假說。一種假說認(rèn)為,光是類似于微粒的一種物質(zhì);另一種假說認(rèn)為光是一種以“以太”為媒質(zhì)的壓力。雖然笛卡兒更強(qiáng)調(diào)媒介對(duì)光的影響和作用,但他的這兩種假說已經(jīng)為后來的微粒說和波動(dòng)說的爭(zhēng)論埋下了伏筆。
格里馬第發(fā)現(xiàn)了光的衍射現(xiàn)象 十七世紀(jì)中期,物理光學(xué)有了進(jìn)一步的發(fā)展。1655年,意大利波侖亞大學(xué)的數(shù)學(xué)教授格里馬第在觀測(cè)放在光束中的小棍子的影子時(shí),首先發(fā)現(xiàn)了光的衍射現(xiàn)象。據(jù)此他推想光可能是與水波類似的一種流體。
格里馬第設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn):讓一束光穿過一個(gè)小孔,讓這束光穿過小孔后照到暗室里的一個(gè)屏幕上。他發(fā)現(xiàn)光線通過小孔后的光影明顯變寬了。格里馬第進(jìn)行了進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn),他讓一束光穿過兩個(gè)小孔后照到暗室里的屏幕上,這時(shí)得到了有明暗條紋的圖像。他認(rèn)為這種現(xiàn)象與水波十分相像,從而得出結(jié)論:光是一種能夠作波浪式運(yùn)動(dòng)的流體,光的不同顏色是波動(dòng)頻率不同的結(jié)果。格里馬第第一個(gè)提出了“光的衍射”這一概念,是光的波動(dòng)學(xué)說最早的倡導(dǎo)者。波義耳提出了物體的顏色光照射在物體上產(chǎn)生的效果 1663年,英國(guó)科學(xué)家波義耳提出了物體的顏色不是物體本身的性質(zhì),而是光照射在物體上產(chǎn)生的效果。他第一次記載了肥皂泡和玻璃球中的彩色條紋。這一發(fā)現(xiàn)與格里馬第的說法有不謀而合之處,為后來的研究奠定了基礎(chǔ)。
胡克提出了“光是以太的一種縱向波” 不久后,英國(guó)物理學(xué)家胡克重復(fù)了格里馬第的試驗(yàn),并通過對(duì)肥皂泡膜的顏色的觀察提出了“光是以太的一種縱向波”的假說。根據(jù)這一假說,胡克也認(rèn)為光的顏色是由其頻率決定的。
牛頓用微粒說闡述了光的顏色理論 然而1672年,偉大的牛頓在他的論文《關(guān)于光和色的新理論》中談到了他所作的光的色散實(shí)驗(yàn):讓太陽光通過一個(gè)小孔后照在暗室里的棱鏡上,在對(duì)面的墻壁上會(huì)得到一個(gè)彩色光譜。他認(rèn)為,光的復(fù)合和分解就像不同顏色的微?;旌显谝黄鹩直环珠_一樣。在這篇論文里他用微粒說闡述了光的顏色理論。第一次波動(dòng)說與粒子說的爭(zhēng)論由“光的顏色”這根導(dǎo)火索引燃了。從此胡克與牛頓之間展開了漫長(zhǎng)而激烈的爭(zhēng)論。
1672年2月6日,以胡克為,由胡克和波義耳等組成的英國(guó)皇家學(xué)會(huì)評(píng)議委員會(huì)對(duì)牛頓提交的論文《關(guān)于光和色的新理論》基本上持以否定的態(tài)度。牛頓開始并沒有完全否定波動(dòng)說,也不是微粒說偏執(zhí)的支持者。但在爭(zhēng)論展開以后,牛頓在很多論文中對(duì)胡克的波動(dòng)說進(jìn)行了反駁。由于此時(shí)的牛頓和胡克都沒有形成完整的理論,因此波動(dòng)說和微粒說之間的論戰(zhàn)并沒有全面展開。但科學(xué)上的爭(zhēng)論就是這樣,一旦產(chǎn)生便要尋個(gè)水落石出。
惠更斯提出了波動(dòng)學(xué)說比較完整的理論 波動(dòng)說的支持者,荷蘭著名天文學(xué)家、物理學(xué)家和數(shù)學(xué)家惠更斯繼承并完善了胡克的觀點(diǎn)?;莞乖缒暝谔煳膶W(xué)、物理學(xué)和技術(shù)科學(xué)等領(lǐng)域做出了重要貢獻(xiàn),并系統(tǒng)的對(duì)幾何光學(xué)進(jìn)行過研究。1666年,惠更斯應(yīng)邀來到巴黎科學(xué)院以后,并開始了對(duì)物理光學(xué)的研究。在他擔(dān)任院士期間,惠更斯曾去英國(guó)旅行,并在劍橋會(huì)見了牛頓。二人彼此十分欣賞,而且交流了對(duì)光的本性的看法,但此時(shí)惠更斯的觀點(diǎn)更傾向于波動(dòng)說,因此他和牛頓之間產(chǎn)生了分歧。正是這種分歧激發(fā)了惠更斯對(duì)物理光學(xué)的強(qiáng)烈熱情。回到巴黎之后,惠更斯重復(fù)了牛頓的光學(xué)試驗(yàn)。他仔細(xì)的研究了牛頓的光學(xué)試驗(yàn)和格里馬第實(shí)驗(yàn),認(rèn)為其中有很多現(xiàn)象都是微粒說所無法解釋的。因此,他提出了波動(dòng)學(xué)說比較完整的理論。
惠更斯認(rèn)為,光是一種機(jī)械波;光波是一種靠物質(zhì)載體來傳播的縱向波,傳播它的物質(zhì)載體是“以太”;波面上的各點(diǎn)本身就是引起媒質(zhì)振動(dòng)的波源。根據(jù)這一理論,惠更斯證明了光的反射定律和折射定律,也比較好的解釋了光的衍射、雙折射現(xiàn)象和著名的“牛頓環(huán)”實(shí)驗(yàn)。如果說這些理論不易理解,惠更斯又舉出了一個(gè)生活中的例子來反駁微粒說。如果光是由粒子組成的,那么在光的傳播過程中各粒子必然互相碰撞,這樣一定會(huì)導(dǎo)致光的傳播方向的改變。而事實(shí)并非如此。
牛頓的微粒學(xué)說逐步的建立起來 就在惠更斯積極的宣傳波動(dòng)學(xué)說的同時(shí),牛頓的微粒學(xué)說也逐步的建立起來了。牛頓修改和完善了他的光學(xué)著作《光學(xué)》?;诟黝悓?shí)驗(yàn),在《光學(xué)》一書中,牛頓一方面提出了兩點(diǎn)反駁惠更斯的理由:第一,光如果是一種波,它應(yīng)該同聲波一樣可以繞過障礙物、不會(huì)產(chǎn)生影子;第二,冰洲石的雙折射現(xiàn)象說明光在不同的邊上有不同的性質(zhì),波動(dòng)說無法解釋其原因。另一方面,牛頓把他的物質(zhì)微粒觀推廣到了整個(gè)自然界,并與他的質(zhì)點(diǎn)力學(xué)體系融為一體,為微粒說找到了堅(jiān)強(qiáng)的后盾。
為不與胡克再次發(fā)生爭(zhēng)執(zhí),胡克去世后的第二年(1704年)《光學(xué)》才正式公開發(fā)行。但此時(shí)的惠更斯與胡克已相繼去世,波動(dòng)說一方無人應(yīng)戰(zhàn)。而牛頓由于其對(duì)科學(xué)界所做出的巨大的貢獻(xiàn),成為了當(dāng)時(shí)無人能及一代科學(xué)巨匠。隨著牛頓聲望的提高,人們對(duì)他的理論頂禮膜拜,重復(fù)他的實(shí)驗(yàn),并堅(jiān)信與他相同的結(jié)論。整個(gè)十八世紀(jì),幾乎無人向微粒說挑戰(zhàn),也很少再有人對(duì)光的本性作進(jìn)一步的研究。托馬斯.楊提出了光的干涉的概念和光的干涉定律 十八世紀(jì)末,在德國(guó)自然哲學(xué)思潮的影響下,人們的思想逐漸解放。英國(guó)著名物理學(xué)家托馬斯·楊開始對(duì)牛頓的光學(xué)理論產(chǎn)生了懷疑。根據(jù)一些實(shí)驗(yàn)事實(shí),楊氏于1800年寫成了論文《關(guān)于光和聲的實(shí)驗(yàn)和問題》。在這篇論文中,楊氏把光和聲進(jìn)行類比,因?yàn)槎咴谥丿B后都有加強(qiáng)或減弱的現(xiàn)象,他認(rèn)為光是在以太流中傳播的彈性振動(dòng),并指出光是以縱波形式傳播的。他同時(shí)指出光的不同顏色和聲的不同頻率是相似的。1801年,楊氏進(jìn)行了著名的楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)所使用的白屏上明暗相間的黑白條紋證明了光的干涉現(xiàn)象,從而證明了光是一種波。同年,楊氏在英國(guó)皇家學(xué)會(huì)的《哲學(xué)會(huì)刊》上發(fā)表論文,分別對(duì)“牛頓環(huán)”實(shí)驗(yàn)和自己的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行解釋,首次提出了光的干涉的概念和光的干涉定律。
1803年,楊氏寫成了論文《物理光學(xué)的實(shí)驗(yàn)和計(jì)算》。他根據(jù)光的干涉定律對(duì)光的衍射現(xiàn)象作了進(jìn)一步的解釋,認(rèn)為衍射是由直射光束與反射光束干涉形成的。但由于他認(rèn)為光是一種縱波,所以在理論上遇到了很多麻煩。他的理論受到了英國(guó)*家布魯厄姆的尖刻的批評(píng),被稱作是“不合邏輯的”、“荒謬的”、“毫無價(jià)值的”。
雖然楊氏的理論以及后來的辯駁都沒有得到足夠的重視、甚至遭人毀謗,但他的理論激起了牛頓學(xué)派對(duì)光學(xué)研究的興趣。
光的偏振現(xiàn)象和偏振定律的發(fā)現(xiàn) 1808年,拉普拉斯用微粒說分析了光的雙折射線現(xiàn)象,批駁了楊氏的波動(dòng)說。
1809年,馬呂斯在試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了光的偏振現(xiàn)象。在進(jìn)一步研究光的簡(jiǎn)單折射中的偏振時(shí),他發(fā)現(xiàn)光在折射時(shí)是部分偏振的。因?yàn)榛莞乖岢鲞^光是一種縱波,而縱波不可能發(fā)生這樣的偏振,這一發(fā)現(xiàn)成為了反對(duì)波動(dòng)說的有利證據(jù)。
1811年,布呂斯特在研究光的偏振現(xiàn)象時(shí)發(fā)現(xiàn)了光的偏振現(xiàn)象的經(jīng)驗(yàn)定律。
光的偏振現(xiàn)象和偏振定律的發(fā)現(xiàn),使當(dāng)時(shí)的波動(dòng)說陷入了困境,使物理光學(xué)的研究更朝向有利于微粒說的方向發(fā)展。
面對(duì)這種情況,楊氏對(duì)光學(xué)再次進(jìn)行了深入的研究,1817年,他放棄了惠更斯的光是一種縱波的說法,提出了光是一種橫波的假說,比較成功的解釋了光的偏振現(xiàn)象。吸收了一些牛頓派的看法之后,他又建立了新的波動(dòng)說理論。楊氏把他的新看法寫信告訴了牛頓派的阿拉戈。
菲涅耳與阿拉戈建立了光波的橫向傳播理論 1817年,巴黎科學(xué)院懸賞征求關(guān)于光的干涉的最佳論文。土木工程師菲涅耳也卷入了波動(dòng)說與微粒說之間的紛爭(zhēng)。在1815年菲涅耳就試圖復(fù)興惠更斯的波動(dòng)說,但他與楊氏沒有聯(lián)系,當(dāng)時(shí)還不知道楊氏關(guān)于衍射的論文,他在自己的論文中提出是各種波的互相干涉使合成波具有顯著的強(qiáng)度。事實(shí)上他的理論與楊氏的理論正好相反。后來阿拉戈告訴了他楊氏新提出的關(guān)于光是一種橫波的理論,從此菲涅耳以楊氏理論為基礎(chǔ)開始了他的研究。1819年,菲涅耳成功的完成了對(duì)由兩個(gè)平面鏡所產(chǎn)生的相干光源進(jìn)行的光的干涉實(shí)驗(yàn),繼楊氏干涉實(shí)驗(yàn)之后再次證明了光的波動(dòng)說。阿拉戈與菲涅耳共同研究一段時(shí)間之后,轉(zhuǎn)向了波動(dòng)說。1819年底,在非涅耳對(duì)光的傳播方向進(jìn)行定性實(shí)驗(yàn)之后,他與阿拉戈一道建立了光波的橫向傳播理論。
新的波動(dòng)學(xué)說牢固的建立起來 1882年,德國(guó)天文學(xué)家夫瑯和費(fèi)首次用光柵研究了光的衍射現(xiàn)象。在他之后,德國(guó)另一位物理學(xué)家施維爾德根據(jù)新的光波學(xué)說,對(duì)光通過光柵后的衍射現(xiàn)象進(jìn)行了成功的解釋。
至此,新的波動(dòng)學(xué)說牢固的建立起來了。微粒說開始轉(zhuǎn)向劣勢(shì)。
隨著光的波動(dòng)學(xué)說的建立,人們開始為光波尋找載體,以太說又重新活躍起來。一些著名的科學(xué)家成為了以太說的代表人物。但人們?cè)趯ふ乙蕴倪^程中遇到了許多困難,于是各種假說紛紛提出,以太成為了十九世紀(jì)的眾焦點(diǎn)之一。
菲涅耳在研究以太時(shí)發(fā)現(xiàn)的問題是,橫向波的介質(zhì)應(yīng)該是一種類固體,而以太如果是一種固體,它又怎么能不干擾天體的自由運(yùn)轉(zhuǎn)呢。不久以后泊松也發(fā)現(xiàn)了一個(gè)問題:如果以太是一種類固體,在光的橫向振動(dòng)中必然要有縱向振動(dòng),這與新的光波學(xué)說相矛盾。
為了解決各種問題,1839年柯西提出了第三種以太說,認(rèn)為以太是一種消極的可壓縮性的介質(zhì)。他試圖以此解決泊松提出的困難。1845年,斯托克斯以石蠟、瀝青和膠質(zhì)進(jìn)行類比,試圖說明有些物質(zhì)既硬得可以傳播橫向振動(dòng)又可以壓縮和延展——因此不會(huì)影響天體運(yùn)動(dòng)。
1887年,英國(guó)物理學(xué)家麥克爾遜與化學(xué)家莫雷以“以太漂流”實(shí)驗(yàn)否定了以太的存在。但此后仍不乏科學(xué)家堅(jiān)持對(duì)以太的研究。甚至在法拉第的光的電磁說、麥克斯韋的光的電磁說提出以后,還有許多科學(xué)家潛心致力于對(duì)以太的研究。
十九世紀(jì)中后期,在光的波動(dòng)說與微粒說的論戰(zhàn)中,波動(dòng)說已經(jīng)取得了決定性勝利。但人們?cè)跒楣獠▽ふ逸d體時(shí)所遇到的困難,卻預(yù)示了波動(dòng)說所面臨的危機(jī)。
愛因斯坦因光的波粒二象性獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng) 1887年,德國(guó)科學(xué)家赫茲發(fā)現(xiàn)光電效應(yīng),光的粒子性再一次被證明!
二十世紀(jì)初,普朗克和愛因斯坦提出了光的量子學(xué)說。
1905年3月,愛因斯坦在德國(guó)《物理年報(bào)》上發(fā)表了題為《關(guān)于光的產(chǎn)生和轉(zhuǎn)化的一個(gè)推測(cè)性觀點(diǎn)》的論文他認(rèn)為對(duì)于時(shí)間的平均值,光表現(xiàn)為波動(dòng);對(duì)于時(shí)間的瞬間值,光表現(xiàn)為粒子性。這是歷史上第一次揭示微觀客體波動(dòng)性和粒子性的統(tǒng)一,即波粒二象性。這一科學(xué)理論最終得到了學(xué)術(shù)界的廣泛接受。
1921年,愛因斯坦因?yàn)?quot;光的波粒二象性"這一成就而獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。
1921年,康普頓在試驗(yàn)中證明了X射線的粒子性。1927年,杰默爾和后來的喬治·湯姆森在試驗(yàn)中證明了電子束具有波的性質(zhì)。同時(shí)人們也證明了氦原子射線、氫原子和氫分子射線具有波的性質(zhì)。
以光的波粒二象性告終 在新的事實(shí)與理論面前,光的波動(dòng)說與微粒說之爭(zhēng)以“光具有波粒二象性”而落下了帷幕。
即:光既是一種波也是一種粒子!
光的波動(dòng)說與微粒說之爭(zhēng)從十七世紀(jì)初笛卡兒提出的兩點(diǎn)假說開始,至二十世紀(jì)初以光的波粒二象性告終,前后共經(jīng)歷了三百多年的時(shí)間。牛頓、惠更斯、托馬斯.楊、菲涅耳等多位著名的科學(xué)家成為這一論戰(zhàn)雙方的主辯手。正是他們的努力揭開了遮蓋在“光的本質(zhì)”外面那層撲朔迷離的面紗。
波粒二象性是什么?
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原發(fā)布者:龍?jiān)雌诳W(wǎng)
【摘要】微粒說和波動(dòng)說的跨世紀(jì)之爭(zhēng),直到愛因斯坦提出光的波粒二象性才結(jié)束,因此波粒二象性的提出有著非常重要的意義,是人類對(duì)物質(zhì)世界認(rèn)識(shí)的又一次飛躍,同時(shí)也為量子理論的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。本文以波粒二象性發(fā)展的全過程為基礎(chǔ),從物理學(xué)史方面出發(fā),簡(jiǎn)要地分析了其整個(gè)發(fā)展過程與哲學(xué)的聯(lián)系。【關(guān)鍵詞】波粒二象性;光;電子;物質(zhì)波;哲學(xué)
17世紀(jì),牛頓的微粒說和惠更斯的波動(dòng)說爭(zhēng)得不可開交。1905年3月,愛因斯坦提出光量子假說,從而結(jié)束了自牛頓以來關(guān)于光的本質(zhì)的微粒說和波動(dòng)說的長(zhǎng)期爭(zhēng)論,第一次揭示了光同時(shí)具有波和粒子的雙重特性,即波粒二象性。1899年,J.J.湯姆遜發(fā)現(xiàn)了電子(粒子性)。
1927年,G.P.湯姆遜和戴維森證實(shí)了電子的波動(dòng)性。這剛好給德布羅意的物質(zhì)波假說提供了有利證據(jù)。在愛因斯坦的光量子論及玻爾的原子量子論的啟發(fā)之下,考慮到光具有波動(dòng)與粒子的兩重性,德布羅意根據(jù)類比的原則,設(shè)想實(shí)物粒子也可能有粒子與波動(dòng)兩重性,從而提出了物質(zhì)波假說,并得到著名的德布羅意公式。
電子的波動(dòng)性被證實(shí),為德布羅意的物質(zhì)波假說提供了有利證據(jù),一切實(shí)物粒子都有波粒二象性。以后的物理學(xué)發(fā)展表明,波粒二象性是微觀粒子的最基本特征。
只要仔細(xì)分析一下實(shí)驗(yàn)就可以看出,微觀粒子所呈現(xiàn)出來的粒子性
量子力學(xué)中的波粒二相性是什么意思?通俗解釋是?
從宏觀上看一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)具有波的屬性,而從另一個(gè)角度又具有粒子的特性。
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