Product Design, Manufacturing & Innovation Resources
» 波粒二象性

波粒二象性

1924
  • Louis de Broglie
  • Albert Einstein
  • Niels Bohr
展示量子物理学中波粒二象性的实验室实验。

(图片仅供参考)

所有量子实体,例如光子和电子,都同时具有粒子性和波动性。根据实验装置的不同,它们可以表现得像局域粒子或分布式波。德布罗意假设指出,任何动量为 p 的粒子都具有一个对应的波长 λ = h/p,其中 h 是普朗克常数。

波粒二象性是量子力学的基石,它解决了经典力学中粒子与波的二元对立。这一概念最初是在光的研究中被认真考虑的,光既表现出衍射和干涉等波动现象(如托马斯·杨的双缝实验所示),又表现出光电效应等粒子性(由爱因斯坦解释)。1924年,路易·德布罗意在其博士论文中提出,这种二象性是普遍存在的,不仅适用于光,也适用于物质。他假设任何粒子都具有与其动量成反比的特征波长。

这一激进的想法于1927年由克林顿·戴维森和莱斯特·革末通过实验证实,乔治·佩吉特·汤姆逊也独立地观察到了这一现象。汤姆逊观察到,当电子被镍晶体散射时,会产生电子衍射图样。这证明了此前被认为是纯粹粒子的电子也具有波动性。这种波粒二象性体现在德布罗意关系式λ = h/p中。对于宏观物体而言,动量p非常大,以至于波长λ无限小,无法探测,这就是为什么我们在日常物体中观察不到波动行为的原因。尼尔斯·玻尔的互补原理指出,量子物体的波粒二象性是互补的;实验只能揭示其中一个方面,而不能同时揭示两者。

UNESCO Nomenclature: 2210
- 量子物理学

类型

抽象系统

中断

革命

用法

广泛使用

前体

  • 托马斯·杨的双缝实验(1801 年)
  • 爱因斯坦对光电效应的解释(1905 年)
  • 玻尔原子模型(1913年)
  • 康普顿散射(1923年)

应用程序

  • 电子显微镜
  • 中子衍射
  • 量子计算(量子位)
  • 半导体物理学
  • 氦原子显微镜

专利:

NA

潜在创新理念

由于机器人流量被拦截(目前每天超过 4 万),此内容仅限社区成员查看。
> 登录 > 或者 > 注册 < (100% 免费)即可访问此内容,以及所有其他受限内容和工具。

与以下方面相关:波粒二象性、德布罗意波长、互补性、电子衍射、量子力学、双缝实验、光子、电子。

历史背景

波粒二象性

1920
1920
1921
1924
1924
1925
1926
1920
1920
1921
1922
1924
1925
1926
1926

(如果日期未知或不相关,例如“流体力学”,则提供其显著出现的近似估计)

相关发明、创新和技术原理

只有注册会员才能免费获得 100% 的全尺寸图片和下载。.

> 登录 <