波粒二象性
其实细心观察的人总会发现,在一些科普书中有两个词——一个是“光波”另一个是“光子”。哎,你说一下光子一下光波,到底哪是哪啊!
在这里就要引入这个概念——波粒二象性 了。
这个理论就是——一个粒子,你既可以把它描述成粒子,也可以把它描述成一种波(当然要依情况而论)。
这里举个简单的三个现象来证明“波粒二象性”。
(一):光电效应(用来证明光是“粒子”)——当一束高频光(一般实验用“紫外光”) 照射到一块拥有完整闭合电路的金属板时
,小灯泡竟通电并发出亮光——即“光生电”。其原因就是:光子打在金属板上,使其电子被激发出来而形成电流,是小灯泡发光。如果在这里把光看成了“波”这种现象是不可能的,为什么呢?那是因为科学家在做这个实验时遇到了一些令人费解的事情:科学家分别用紫外光和红光来照射一块金属板。结果令人费解:按照波动说
(二):光的干涉(用来证明光是“波”的)——当光的波峰对波峰,波谷对波谷时(也就是光同向时),光的振幅会变大;反之,光波峰对波谷,波谷对波峰时,则振幅减小或为“0”。干涉仪就这样被发明出来(由1883年美国物理学家迈克尔逊和莫雷合作发明)。其工作原理:用了光的光程不同,而导致光异向干涉,人看上去一片漆黑。在著名的双缝实验中,光的干涉也得到了证实。也因此,证实以太——引力波被视为他的震动 并不存在(记住它,我们将会在后面深刻讨论他)。
(三)光的衍射(用来证明光是“波”的)——当一束光线沿直线传播至一个十分微小(注意这个“微小”不是你随便戳个空都行的)的孔中,光会或多或少得沿或偏向于障碍物传播播的现象.如果光是光子的话他不可能无缘无故就偏转了传播方向。那为什么把光看成波就可以解释这个问题了呢?大家可以想象一下:在一个平静的湖中有一面有一条小缝隙的墙,而你往这片湖中丢了一块大石头,大石头激起涟漪。涟漪向四周扩散,涟漪肯定会碰到那堵墙,且会穿过那条缝隙。这时神奇的事情发生了:当涟漪穿过那条缝隙时,涟漪并没有受到那一小条缝隙的影响,穿过他后涟漪依然会重新向四周扩散,但如果是光是粒子那么他只会像一发子弹一样直直地向前冲,不会向四周扩散(然而事实并非如此)。这个其实在日常生活中很常见:当你透过一个小孔看一盏很亮的灯,你就会发现这个现象。
在自然界中,大部分粒子都有自己的波动性和粒子性。
在原子的发现过程中,波粒二象性也做出了大的贡献。
在原子和电子被发现之后,出现了一个极大的问题——由于电子和原子核他们之间会有强烈的电磁辐射,从而使电子逐渐失去自己的能量,最后电子会坠毁在原子核中。很明显这是错误的,如果这是正确的,那么你就不会坐在这里看我的书了。怎么办呢?这里就要提到量子化了。说到量子就和世界上的第一片乌云有关了。我将会在第七节讲到他。
波粒二象性也算是科学界的奇葩了,量子论的建立让很多人都难以理解,甚至是他的发明也可能说不上来全部。不要在这时倒下,下面的科学定律更精彩——也更奇葩 呢!
波粒二象性为什么恐怖
波粒二象性和双缝试验一样都是比较常见的概念,所谓的波粒二象性指的就是所有的粒子不仅仅有独属于自己的特性同时还有一些属于波的特性。所以不管是粒子还是波都不能用来完全的描述客观事件,有时候两者都必须运用。
波粒二象性算是微观粒子中比较基本的属性,不管是伟大的科学家爱因斯坦还是德布罗意都对这方面进行了很多的研究。
在波粒二象性相关实验中,粒子的运行轨迹并不是非常一定的,有时候会往东走有时候也会往西走,科学家只能大约的测量方向,并不能更加精准的预测和研究。
测量的结果只是一个概率而已,这个和传统物理学中的因果律完全不相符合,所谓因果律指的是物质的运动会有一定的规律,只要了解了这些规律就可以掌握最终结果。
量子力学原理
有关波粒二象性的原理一直让很多人都迷惑不解,大家没办法通过现有的知识来找到解释的方法,只能更好的建立一种新的观念才能真正的适应现代物理学。
量子力学的波粒二象性认为,除了一些比较固定的事情外,在宏观中存在的很多事物,比如暗物质等等都是没有规律的,很大可能都是随机偶然的。
总的来说很多事情都是没有规律可言的,甚至于说你找到的某种规律只是它想表现出来的,并不是实际上产生的,是不是有种细思极恐的感觉。
解波粒二象性是什么
波粒二象性(wave-particle duality)指的是所有的粒子或量子不仅可以部分地以粒子的术语来描述,也可以部分地用波的术语来描述。这意味着经典的有关“粒子”与“波”的概念失去了完全描述量子范围内的物理行为的能力。
爱因斯坦这样描述这一现象:“好像有时我们必须用一套理论,有时候又必须用另一套理论来描述(这些粒子的行为),有时候又必须两者都用。
|波粒二象性
波粒二象性 波粒二象性为什么恐怖 解波粒二象性