解读波粒二象性,解读电子到底是波粒粒子还是波?
1、解读波粒二象性,象性电子到底是电到底粒粒子还是波。答案其实并不复杂——但事实并非如你所想。还波
2、解读电子其实只是波粒波动的体现。的象性确,教科书中会提到光子同时兼具波动与粒子性,电到底粒这种现象被称为波粒二象性。还波
3、解读网络上亦有众多文章提出,波粒光子或电子有时会展现出波的象性特性,有时又像粒子一样行动,电到底粒尤其是还波在讨论双缝实验、β衰变、电子枪等物理议题时,β射线本质上就是电子,而我们过去所见的老式电视就是利用电子束逐点撞击屏幕上的荧光粉,进而形成图像的,然而,在量子力学的世界里,并无所谓的“粒子”这一说。量子力学并未将波说成是同时存在的粒子,也未曾表明粒子会时而是波时而是粒子。
4、实际上,早期科学家们在构建与光电效应和黑体辐射相关的量子理论时,电磁波与粒子本无瓜葛。但他们却发现电磁场拥有离散的能量等级,并把每种频率电磁波的最低能量单位定义为光子——注意,这里说的是电磁波的量子,而未提及它是否是粒子。爱因斯坦证明了电磁波的能量确实能以离散方式出现,证实了普朗克的理论,但他并未提及这些离散的单位就是粒子。也就是说,量子理论诞生之初,并未有科学家声称这些量子化的波就是粒子。
5、那么,波怎样才能“离散”呢。一旦考虑到波怎么可能具有离散的能量级别,就出现了令人费解的难题。波的能量通常与其振幅成正比,若能级是连续的,波的振幅也该是连续的。
解读波粒二象性,电子到底是粒子还是波?
1、而具有可量化能级的波则意味着其振幅也应该是可量化的,这就是“诡异”所在,至少在早期量子理论中——振幅怎会是可量化的。想想绳子上形成的驻波。它的振幅在一段时间内是固定的,然后“跳跃”到另一个振幅级别,再次重复这一过程。实际上,驻波的多个特性在不同方面都展现出了离散性。
2、这就像在空穴中的原子受到离散能量辐射时会发生振动——该原子的振幅必然是离散的,可被量子化。但原子作为实体粒子,其振幅怎能是离散的呢。
3、这正是量子力学初期让许多物理学家感兴趣的问题。若按上述思路推广,原子可能只是几种波相互作用形成的波的集合体,电子可以被视为其中一种波,而质子和中子则由更复杂的夸克波构成。我们的物质世界也不过是复杂波相互影响的产物。
4、我们身体和我们所见的光线在本质上并无不同。“粒子”实际上并不存在。虽然文中用到“粒子”一词,但仅为了便于你从经典物理学的角度理解。早期量子理论本质上仍属于经典物理学范畴。
5、当时的物理学家从未料到波会表现出类似粒子的行为。实际上,粒子虽能展现离散行为,但难题在于粒子在通过双缝时无法产生干涉图案。