波粒二象性(波粒二象性和雙縫干涉實(shí)驗(yàn))

什么是波粒二象性？

傳統(tǒng)的物理學(xué)認(rèn)為，光是一種粒子（物質(zhì)構(gòu)成）、波可以理解為能量。在實(shí)驗(yàn)中，用儀器觀察光是粒子，不用儀器觀察，光是一種波。這種奇怪的現(xiàn)象就是波粒二象性。
不過，這種概念已經(jīng)是一百多年前的了，波粒二象性是量子力學(xué)的基礎(chǔ)。薛定諤的貓也是解釋了這種糾纏態(tài)。就好比盒子里的貓，不打開盒子，貓是活的，打開盒子，里面卻是死貓。可見粒子與能量?jī)煞N形態(tài)困擾了科學(xué)家很久。
現(xiàn)在的人，總是用波粒二象性來做一些所謂“細(xì)想極恐”的視頻，實(shí)際上是混淆視聽。因?yàn)樵诳茖W(xué)家的眼里根本沒有細(xì)思極恐的擔(dān)憂，更多的是獲得打開新世界鑰匙的驚喜。因?yàn)楣獾拇_是粒子，根據(jù)愛因斯坦的相對(duì)論，運(yùn)動(dòng)物體的速度越大，質(zhì)量也就越大。光速被稱為宇宙速度的極限，那也只是當(dāng)下。那么光在極速移動(dòng)中，究竟是如何產(chǎn)生能量的——常識(shí)中，光是可以通過真空傳播的。這里說一下聲音，聲音也是一種波，但這里我不能完全解釋這是怎樣的波，只知道它的傳導(dǎo)需要介質(zhì)——介質(zhì)之間的震動(dòng)在傳播聲音。
回到波粒二象性的問題，有三點(diǎn)先說一下。第一點(diǎn)，粒子已經(jīng)到達(dá)當(dāng)下的宇宙極速，微觀宇宙中粒子自身質(zhì)量太小了，就算達(dá)到宇宙的極速，它的質(zhì)量也不會(huì)對(duì)宏觀宇宙造成實(shí)際影響。第二點(diǎn)，真空是否什么都沒有。根據(jù)當(dāng)下最有說服力的觀點(diǎn)，就是宇宙中的物質(zhì)只有很少，更多的是暗物質(zhì)（所有未知物質(zhì)代稱）。也就是說真空屬于未知領(lǐng)域。第三點(diǎn)，光也有頻率跟波長(zhǎng)，所以的確符合它是一種波的性質(zhì)。
結(jié)合三點(diǎn)，光是粒子，對(duì)的。光是波，對(duì)的。光傳播也需要介質(zhì)——這個(gè)就是物理學(xué)家最驚喜的地方。
引力波被檢測(cè)出來，也說明了空間是可以被扭曲的。所以真空就不是什么都沒有。這個(gè)物理學(xué)中的概念跟文學(xué)中是不一樣的。
科學(xué)家都想知道這個(gè)介質(zhì)是什么！
如果這個(gè)介質(zhì)存在，那么限制宇宙速度極限的就是這種介質(zhì)。反向證明，如果有另外的介質(zhì)存在，那么宇宙還有更高的速度。
如果這個(gè)介質(zhì)存在，那么克萊因瓶、莫比烏斯環(huán)這種空間概念的東西就會(huì)真實(shí)存在。這意味著宇宙真的存在更高的維度。
無論怎么看來，這都令人欣喜若狂。

波粒二象性是什么？

波粒二象性是一種粒子的性質(zhì)，主要描述的是一個(gè)粒子可以具有波的形態(tài)。

實(shí)際上，物質(zhì)都具有波粒二象性，只是存在著波動(dòng)性的大小問題。物質(zhì)的波動(dòng)性取決于它的質(zhì)量，質(zhì)量越大，其不確定性就越小，同時(shí)波動(dòng)性也就越小，因?yàn)椴ǖ姆植贾皇橇Ｗ映霈F(xiàn)的概率分布罷了。

擴(kuò)展資料

愛因斯坦提出光的粒子性后，路易·維克多·德布羅意做了逆向思考，他在論文中寫到：19世紀(jì)以來，只注重了光的波動(dòng)性的研究，而忽略了粒子性的研究，在實(shí)物粒子的研究方面，是否犯了相反的錯(cuò)誤呢。

1924年，他又注意到原子中電子的穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)需要引入整數(shù)來描寫，與物理學(xué)中其他涉及整數(shù)的現(xiàn)象如干涉和振動(dòng)簡(jiǎn)正模式之間的類似性，由此構(gòu)造了德布羅意假設(shè)，提出正如光具有波粒二象性一樣，實(shí)物粒子也具有波粒二象性。

他將這個(gè)波長(zhǎng)λ和動(dòng)量p聯(lián)系為：λ＝h/p=h/mv；m：質(zhì)量，v：頻率，h：普朗克常數(shù)。這是對(duì)愛因斯坦等式的一般化，因?yàn)楣庾拥膭?dòng)量為p = E / c（c為真空中的光速），而λ= c /ν。

波粒二象性是什么？

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。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。

愛因斯坦這樣描述這一現(xiàn)象：“好像有時(shí)我們必須用一套理論，有時(shí)候又必須用另一套理論來描述（這些粒子的行為），有時(shí)候又必須兩者都用。遇到了一類新的困難，這種困難迫使我們要借助兩種互相矛盾的的觀點(diǎn)來描述現(xiàn)實(shí)，兩種觀點(diǎn)單獨(dú)是無法完全解釋光的現(xiàn)象的，但是合在一起便可以。” 波粒二象性是微觀粒子的基本屬性之一。

1905年，愛因斯坦提出了光電效應(yīng)的光量子解釋，人們開始意識(shí)到光波同時(shí)具有波和粒子的雙重性質(zhì)。1924年，德布羅意提出“物質(zhì)波”假說，認(rèn)為和光一樣，一切物質(zhì)都具有波粒二象性。根據(jù)這一假說，電子也會(huì)具有干涉和衍射等波動(dòng)現(xiàn)象，這被后來的電子衍射試驗(yàn)所證實(shí)。

擴(kuò)展資料

1926年M.玻恩提出概率波解釋，較好地解決了這個(gè)問題。按照概率波解釋，描述粒子波動(dòng)性所用的波函數(shù)Ψ(x、y、z、t)是概率波，而不是什么具體的物質(zhì)波；波函數(shù)的絕對(duì)值的平方|ψ|2=ψ*ψ表示時(shí)刻t在x、y、z處出現(xiàn)的粒子的概率密度，ψ*表示ψ 的共軛波函數(shù)。

量子力學(xué)中求解粒子問題常歸結(jié)為解薛定諤方程或定態(tài)薛定諤方程。薛定諤方程廣泛地用于原子物理、核物理和固體物理，對(duì)于原子、分子、核、固體等一系列問題中求解的結(jié)果都與實(shí)際符合得很好。

薛定諤方程僅適用于速度不太大的非相對(duì)論粒子，其中也沒有包含關(guān)于粒子自旋的描述。當(dāng)計(jì)及相對(duì)論效應(yīng)時(shí)，薛定諤方程由相對(duì)論量子力學(xué)方程所取代，其中自然包含了粒子的自旋。

參考資料百度百科-波粒二象性

波粒二象性是什么意思?

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。

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。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)。

科學(xué)實(shí)驗(yàn)

科學(xué)家們借助試驗(yàn)捕獲了光的粒子與波同時(shí)存在的場(chǎng)景。主要利用了楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)。把一支蠟燭放在一張開了一個(gè)小孔的紙前面，這樣就形成了一個(gè)點(diǎn)光源（從一個(gè)點(diǎn)發(fā)出的光源）。

現(xiàn)在在紙后面再放一張紙，不同的是第二張紙上開了兩道平行的狹縫。從小孔中射出的光穿過兩道狹縫投到屏幕上，就會(huì)形成一系列明、暗交替的條紋，這就是現(xiàn)在眾人皆知的雙縫干涉條紋。

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

什么是波粒二象性

波粒二象性（wave-particle duality）是指某物質(zhì)同時(shí)具備波的特質(zhì)及粒子的特質(zhì)。波粒二象性是量子力學(xué)中的一個(gè)重要概念。在量子力學(xué)里，微觀粒子有時(shí)會(huì)顯示出波動(dòng)性（這時(shí)粒子性較不顯著），有時(shí)又會(huì)顯示出粒子性（這時(shí)波動(dòng)性較不顯著），在不同條件下分別表現(xiàn)出波動(dòng)或粒子的性質(zhì)。這種量子行為稱為波粒二象性，是微觀粒子的基本屬性之一。1905年，愛因斯坦提出了光電效應(yīng)的光量子解釋，人們開始意識(shí)到光波同時(shí)具有波和粒子的雙重性質(zhì)。1924年，德布羅意提出“物質(zhì)波”假說，認(rèn)為和光一樣，一切物質(zhì)都具有波粒二象性。根據(jù)這一假說，電子也會(huì)具有干涉和衍射等波動(dòng)現(xiàn)象，這被后來的電子衍射試驗(yàn)所證實(shí)。

中文名：波粒二象性
外文名：wave-particle duality
提出者：德布羅意
提出時(shí)間：1924年
應(yīng)用學(xué)科：物理學(xué)
適用領(lǐng)域范圍：量子力學(xué)