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波粒二象性是一种粒子的性质,主要描述的是一个粒子可以具有波的形态。
实际上,物质都具有波粒二象性,只是存在着波动性的大小问题。物质的波动性取决于它的质量,质量越大,其不确定性就越小,同时波动性也就越小,因为波的分布只是粒子出现的概率分布罢了。
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爱因斯坦提出光的粒子性后,路易·维克多·德布罗意做了逆向思考,他在论文中写到:19世纪以来,只注重了光的波动性的研究,而忽略了粒子性的研究,在实物粒子的研究方面,是否犯了相反的错误呢。
1924年,他又注意到原子中电子的稳定运动需要引入整数来描写,与物理学中其他涉及整数的现象如干涉和振动简正模式之间的类似性,由此构造了德布罗意假设,提出正如光具有波粒二象性一样,实物粒子也具有波粒二象性。
他将这个波长λ和动量p联系为:λ=h/p=h/mv;m:质量,v:频率,h:普朗克常数。这是对爱因斯坦等式的一般化,因为光子的动量为p = E / c(c为真空中的光速),而λ= c /ν。
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付费内容限时免费查看回答波粒二象性(wave-particle ality)指的是所有的粒子或量子不仅可以部分地以粒子的术语来描述,也可以部分地用波的术语来描述。这意味着经典的有关“粒子”与“波”的概念失去了完全描述量子范围内的物理行为的能力。爱因斯坦这样描述这一现象:“好像有时我们必须用一套理论,有时候又必须用另一套理论来描述(这些粒子的行为),有时候又必须两者都用。我们遇到了一类新的困难,这种困难迫使我们要借助两种互相矛盾的的观点来描述现实,两种观点单独是无法完全解释光的现象的,但是合在一起便可以。” [1]波粒二象性是微观粒子的基本属性之一。1905年,爱因斯坦提出了光电效应的光量子解释,人们开始意识到光波同时具有波和粒子的双重性质。1924年,德布罗意提出“物质波”假说,认为和光一样,一切物质都具有波粒二象性。根据这一假说,电子也会具有干涉和衍射等波动现象,这被后来的电子衍射试验所证实。