波粒二象性的认识及概念,

波粒二象性的认识及概念,
波粒二象性的认识及概念,

波粒二象性的认识及概念,
波粒二象性（波粒二象性）是指一种物质波和粒子特性的特点.波粒二象性是量子力学中一个重要的概念.
经典力学中的研究对象是始终清楚地分为两类：波和粒子.前者的典型例子是光,后者包括我们常说的“物质”.在1905年,爱因斯坦提出了光电效应的量子解释,人们开始意识到光波同时具有双重的波和粒子性质. 1924年,德布罗意“物质波”的假说,光,像所有的物质具有波粒二象性.根据这一假说,电子也会有波动现象,如干涉和衍射,电子衍射试验后来被证实.

物质编辑本段,“波”和“粒子”的数学关系颗粒性能量E和动量p刻波的特点是波的频率ν和波长λ的表达,这两个比例的多个物理因素普朗克常数h（H = 6.626 * 10 ^-34J·S）的接触.
E = HV,E = MC ^ 2,联立方程得到：M = HV / C ^ 2（这是相对论质量的光子,光子,因为光子不能是静态的,没有静止质量）P = MC
P = HV / C（p是势头）
编辑本段历史
成熟,在十九世纪末,原子理论的抬头,根据原子理论的观点,物质的微小粒子 - 原子.如原来的被认为是流体的电气阴极射线实验表明,由汤普森太阳称为电子粒子组合物.因此,人们认为,大部分的物质是由粒子.在同一时间,波被认为是另一种存在的物质.波浪理论已经相当深入的研究,包括干涉和衍射等现象.光托马斯杨氏双缝干涉实验,以及显示的夫琅和费衍射特性,清楚地表明,它是一个波动.
但是,在20世纪的到来,这一观点已经面临着一系列的挑战.于1905年,阿尔伯特·爱因斯坦的光电效应,显示出光的粒子性的一面.随后,电子衍射预测和确认.这再次证明了原有的粒子的电子波动.
波和颗粒困扰,终于在二十世纪初量子力学的建立来解决,所谓的波粒二象性.它提供了一个理论框架,使得任何物质,在某些情况下,能够证明这两个属性.的量子力学性质,所有的粒子,如光子,电子或原子,可以用一个微分方程,如薛定谔方程来描述.解这个方程中的波函数,它描述的颗粒的状态.波函数的叠加,即,他们可以像波相互干涉和衍射.波函数在同一时间,也被解释为描述的颗粒出现在一个特定的位置的概率幅.以这种方式,在粒子和波动是统一的解释. />理由为什么小于在日常生活中观察到的物体的波动,因为它们的质量过大,导致的特性波长比观察到的限制,所以可能发生的波动性的经验规模要小得多在日常生活以外的范围.这是为什么经典力学可以很好地解释自然现象.相反,基本粒子,其质量和规模决定了他们的行为主要是由量子力学描述,从而相去甚远的图片,我们都习惯了.
编辑本段惠更斯和牛顿早期的光理论
由惠更斯开发最早的光理论,他提出了光的波动理论解释,光波如何形成波沿直线前.理论可以解释折射现象.然而,这一理论已经在某些方面遇到困难.因此,它很快就化做了艾萨克·牛顿的粒子理论.牛顿认为,光的微小粒子组成,所以,他能够解释这种现象的反思.他可能会有点麻烦解释这种现象折射的镜头,和太阳光通过棱镜分解为彩虹.
牛顿无与伦比的学术地位,他的理论在一个多世纪以来,没有人敢挑战惠更斯人的理论逐渐被遗忘.直到十九世纪初,衍射现象发现,光的波动理论被重新确认.轻波和粒子的争论一直没有平息.
编辑本段菲涅尔,麦克斯韦和年轻的
19,20世纪初,由托马斯·杨和奥古斯丁 - 吉恩菲涅尔双缝干涉实验证明惠更斯原理的实验原理：这些实验表明,当光线穿过网格,它是可以观察到一个非常类似的行为干扰水波的干涉图案.另外,通过这些样式可以计算出光的波长.詹姆斯·克拉克·麦克斯韦方程在本世纪末,揭示其本质的电磁波.公式得到的结果,电磁波的传播速度是光的速度,这使得光的解释电磁波被广泛接受,惠更斯理论也经过了重新确认.
编辑本段爱因斯坦和光子
1905年,光电效应,爱因斯坦提出了一个理论来解决光的波动理论无法解释这种现象之前.他介绍了一个光子,量子光能进行概念.
光电效应,人们观察到束光照射到某些金属电路中产生电流.可以推断出是一种轻金属电子的发挥,使他们移动.然而,还观察到,对于某些材料,即使一束微弱的蓝色也可以产生电流,但不管如何强烈的红色不能被绘制,其中电流.根据它携带的能量对应的波浪理论,光的强度,从而眩光必将能够提供更多的能量电子撞击.然而,预期的事实,发生相反的情况.
爱因斯坦解释为一种量子效应：电子光子打到金属,每个光子携带的能量E的一部分,这种能量相当于光的频率ν：E =hν的
这里h是普朗克常数（6.626所述10 ^ -34 JS）.的光束的颜色是由频率的光子,光的强度是由光子的数量.由于量化的效果,每一个电子只能整个配发接受光子的能量,因此,只有高频率的光子（蓝色,红色）的能力,达到电子.
爱因斯坦获得了诺贝尔物理学奖,在1921年,因为他的光电效应理论.
编辑本段光电效应方程
é= HV,光线照射原子中的电子吸收的能量来克服工作功能,逃脱原子.电子动能EK = HV-W0,W0逃生原子所需的电子逸出功.这是爱因斯坦的光电效应方程.
编辑本段德布罗意假设
1924年,路易 - 维克多?德国?德布罗意指出,原子中电子的稳定的运动需要引入整数来描述,而另一个涉及整数物理现象,例如,建议作为光具有波粒二象性,物理粒子具有类似构造德布罗意假设干扰和抗振正常模式波粒二象性.他将联系波长λ和动量p：λ= H / P
这是一个概括的爱因斯坦方程,因为光子的动量p = E / C（c为光速）,而λ= C /ν.
德布罗意方程三年后由两个独立的电子散射实验证实电子（静止质量）的身体.在贝尔实验室克林顿约瑟夫·戴维森和莱斯特·亥尔波特杰默低速电子束单晶镍单晶衍射电子发射,测量电子的德布罗意波长公式.在阿伯丁大学,乔治·佩吉特汤姆森多晶体金属箔类似的X射线衍射图样多晶高速电子通过确凿的证实了电子的波动性;后来,有其他的实验观察到的氦原子,氢分子和中子衍射现象,微观粒子的波动性已被广泛证实.根据波动的微观粒子的电子显微镜,电子衍射和中子衍射技术的发展,已成为检测材料的微观结构和晶体结构分析的有力手段.
德布罗意在1929年,因为这个假设被授予诺贝尔物理学奖.汤姆森和戴维森,因为分享了1937年诺贝尔物理学奖,他们的实验工作.
问题,如何统一的光线和微观粒子的波粒二象性是人类认识史上最令人困惑的问题,到目前为止,我们不能说这个问题得到了彻底解决. 1926 M.出生概率波解释了解决这个问题.根据用来描述粒子波动的波函数Ψ（X,Y,Z,T）的概率波解释是概率波,而不是任何特定的物质波,波函数的平方的绝对值|ψ| 2 =ψ*ψ表示在时刻t中的x,y,z出现上面的粒子的概率密度,ψ*表示共轭波函数ψ.通过电子干扰实验的两个孔的概率,|ψ| 2 = |ψ1+ψ2| 2 = |ψ1| 2 + |ψ2有实际意义| 2 +ψ1ψ2+ψ1ψ2*,实力|ψ| 2大的地方颗粒大,相应的粒子数多,强度弱的|ψ| 2小的概率出现,出现颗粒小,相应的粒子数少,ψ1,ψ2+ψ1ψ2*准确地反映件的干涉效应,无论实验是根据大的颗粒流强度的条件,或弱的粒子流,使粒子由一个喷射,反复实验,这两种的结果所产生的干涉条纹是相同的.
粒子流较弱,颗粒一件事反复实验表明微观粒子波动干扰的影响,是不是有很多的粒子聚集的性质,个别粒子的波动.因此,在一方面中,所述颗粒是不可分割的,另一方面,在两孔在同一时间工作的两个孔的实验,因此,它并没有意义谈论它跟踪的微观粒子的运动.
微观粒子具有波粒二象性,遵守法律的微观粒子的运动是从宏观物体的运动规律不同,也不同于经典力学描述微观粒子的量子力学的运动规律来描述宏观物体的运动规律.

解决量子力学粒子问题的薛定谔方程往往归结为薛定谔的解决方案?薛定谔方程薛定谔方程.薛定谔方程被广泛应用于原子物理,核物理和固体物理,原子,分子,核电,稳健的业绩和实际井解决了一系列的问题.
薛定谔方程只适用于非相对论性粒子速度不是很大,其中不包含的粒子自旋的描述.考虑相对论效应时,中Schr?薛定谔方程所取代相对论量子力学方程,这自然包含了粒子的自旋.
.薛定谔提出了量子力学的基本方程.成立于1926年.这是一个非相对论的波动方程.它反映了法律的状态来描述微观粒子的变化随着时间的推移,在量子力学中相当于牛顿的经典力学定律,是量子力学的基本假设之一.设置描述微观粒子状态的波函数Ψ（R,T）,微观粒子质量为m的薛定谔方程在势场U（R,T）的运动.由于初始条件和边界条件,和波函数满足单值,连续条件有限,可以解决波函数Ψ（R,T）.因此,计算的概率分布的颗粒和任何可能的实验的平均值（预期）.当电位函数U不依赖于时间t的,具有确定的能量的粒子,粒子的状态被称为静止的状态.稳态波函数可以写成Ψ（R）被称为稳定状态的波函数满足薛定谔方程,这个方程被称为内在的数学方程,其中E是内在价值,是稳态的能量,Ψ（R ）,也被称为本征函数属于特征值E.
解决粒子的问题往往可以归结为求解薛定谔方程或薛定谔方程的量子力学.薛定谔方程被广泛应用于原子物理,核物理和固体物理,原子,分子,核电,稳健的业绩和实际井解决了一系列的问题.
薛定谔方程只适用于非相对论性粒子速度不是很大,其中不包含的粒子自旋的描述.考虑相对论效应时,中Schr?薛定谔方程所取代相对论量子力学方程,这自然包含了粒子的自旋.
可以找到啊

波，既有波的特性，又有粒子的特性，合起来，叫做波粒二象性