電磁波波粒二象性能有些通俗易懂的介紹嗎?

時間 2021-06-01 10:51:12

1樓:「已登出」

乙個粗糙的解釋是單個有著固有能量的粒子按照量子力學的波動方程傳播,然後這個粒子可以是光子。

這是因為在量子力學的 scale 下,粒子的路徑(路徑積分)由波動方程描述。

也就是,量子力學下,對於粒子的計算不僅僅要考慮最大「概率」的路徑,還要考慮別的路徑。

於是當年有人給費曼傳話:「薛丁格決定了,你來搞這個路徑積分」,於是費曼念了兩句詩「http://

dx.doi.org/10.1103/RevM

odPhys.20.367

」雖然我知道這個簡化地有些過度了。

2樓:

在此前的經典力學中已經有了成熟的波和粒子的物理模型。

但精細的研究表明,光和各種「微粒」的行為既不完全符合經典的波,也不完全符合經典的粒子,而是在某些場合像經典的波,某些場合像經典的粒子。我們用波粒二象性來稱呼它。(進一步的理論認為巨集觀物體也有波粒二象性,只不過不顯著。

)具體地講,是在衍射、干涉等問題中表現得像波。

但在能量、動量的問題中,卻表現得像粒子。

然而波粒二象其實既不是經典的波,也不是經典的粒子。

3樓:本我永恆自我不息

光啊,你給我跳一支舞吧。於是光舞動著它同時充斥宇宙的身軀舞動了起來。人類說,你跳的是什麼啊?

我看不見!於是光霧中出現了一束稱為c的光束,從人眼前一晃而過,當它遇到細縫時,發生了衍射現象。當它與金屬板碰撞後,發生了光電效應。

前者展現了c光的波舞,後者展現了c光的粒子舞。愛因斯坦說,我雖然發現你是粒子,但我不信你同時既是粒子,又是波。於是,單個光子的雙縫延遲關閉實驗開始了,人類看到哥本哈根解釋所描述的奇特景象:

光,不僅是波,不僅是粒子,更是瀰漫於整個空間中的霧,它即時可以知道人類是否關閉了距它身後一光年之處雙縫中的乙個縫。

4樓:閒雜人等

電磁波的波粒二象性這個從字面意義上解釋就是「電磁波同時具有粒子的性質,也具有波的性質」。

這麼說可能還是很含糊哈,我們先把波的性質和粒子的性質分開來解釋。

只從電磁波來考慮的話(事實上從量子力學的角度來說一切物質都具有波粒二象性,這裡先只分析電磁波),首先是波動性:

波最基本的特性干涉和衍射,簡單說就是波在遇到障礙的時候可以繞過障礙物繼續傳播。而實物粒子,我們在經典物理裡知道運動的物體遇到障礙會發生碰撞,而不是主動「繞過去」。因此干涉和衍射是波特有的一種性質,而電磁波的干涉衍射是很容易觀察到的(例如雷射干涉),必須要用波的性質才能解釋這些實驗現象,所以說電磁波有波動性,這個人們在很早以前就已經發現了。

粒子性:

剛剛上面說了,遇到障礙的時候「繞過去」是波的性質,而發生經典意義上的「碰撞」是粒子的性質。為什麼說電磁波具有粒子性呢,這個其實也是實驗現象的解釋。x射線在經過電子的時候,發生散射,按照波動性的解釋,出射電磁波的頻率應該是不變的,但事實上出射電磁波的頻率卻是下降的,這個降低和出射角有關。

這個就是波的性質沒法解釋的東西了,而經典物理裡的粒子碰撞(能量守恆、動量守恆)卻可以很好的解釋這個問題。因為實物粒子的性質可以解釋電磁波的一些物理現象,所以我們說電磁波具有粒子性。

電磁波同時具有波動性(波長、頻率、振幅等)和粒子性(動能、動量等),因此不屬於傳統意義上的經典粒子或波,所以說其具有「波粒二象性」

如果看電磁波的波粒二象性的公式,我們可以發現等號一側是實物粒子特有的物理引數(能量、動量),另一側則是波特有的物理引數(頻率、波長),他們之間通過蒲朗克常數連線,表明的是電磁波粒子性和波動性之間的關係。

比較好的乙個例子是愛因斯坦用光的波粒二象性解釋光電效應(就是咱們現在太陽能電池的基礎啦)

題外話,波粒二象性實際上不僅僅是電磁波,一切物質都具有這個性質。只不過當物質體積很大的時候,他的波動性表現的特別特別小,以至於把它當成是純粹的粒子性也不影響。而當物質特別特別小的時候,波動性就很明顯,這個時候不能忽略掉波動性的影響。

(牛頓經典物理不能解釋巨集觀高速問題也是這個道理,因為低速情況下有些影響因素就不會表現出來,後來愛因斯坦把這個坑給填上了,就是相對論)

光子的波粒二象性?

個人思考了很多年,認為光子的波粒二象性是錯的,光子只有波動性,光電效應的產生源自原子內部的諧振腔。能量和頻率相關,確實是乙份份的,但是光子本身並不是粒子,它的粒子性的表現源自和原子互動時在原子內部的諧振。原子內部的能級,本質上是原子內部的諧振腔決定的。光波觸發到電子,根本無法將電子帶出既定軌道,要滿...

巨集觀物體的波粒二象性?

弓雖長 原則上說是。根據不確定性原理,動量不確定極小的物體,就會有極大的位置不確定性。反過來也原則上說,不會有這麼小的動量不確定度。但這兒卻是乙個有意思的疑問,量子力學究竟在多大的尺度上還可以用?當然,巨集觀物質的多數物性 比如電,熱,光,壓變等 都有量子力學的原因。我說的是,是多大尺度的客體,可以...

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