什么是波粒二象性原理（Wave-Particle Duality Principle）？
发布时间：2023-10-18 10:44:29 阅读数： 211
波粒二象性原理是量子力学中的一个基本概念，它指出包括光子在内的粒子既表现出类似波的行为，也表现出类似粒子的行为。它挑战了经典物理学理论，特别是将粒子和波视为独立和不同实体的经典观点。马克斯-普朗克、阿尔伯特-爱因斯坦、路易斯-德-布罗格列、阿瑟-康普顿、尼尔斯-玻尔、埃尔温-薛定谔等著名科学家的集体贡献，导致建立了一种普遍的科学观念，即粒子表现出波的特征，反之，波表现出粒子的属性。
在研究干涉和衍射等现象时，光的行为就像波一样。当两个或两个以上的波相遇时，就会产生干涉，要么相互加强（建设性干涉），要么相互抵消（破坏性干涉）。衍射指的是波绕着障碍物或边缘弯曲。当光线穿过狭窄的狭缝或遇到障碍物时，就能观察到这些现象，从而产生明暗交替的条纹图案。
在研究光电效应等现象时，可以观察到光的粒子状行为。光电效应是指光线照射到金属表面，导致表面发射电子。当光照强度增加时，电子的动能保持不变，只是发射电子的数量增加。然而，当改变光的频率时，根据光的波的性质，不应该产生差异；然而，人们观察到发射电子的能量增加了。爱因斯坦提出光是由称为量子的能量包组成的，从而为这些观察结果提供了解释。这些量子被称为光子，是一种没有静止质量的粒子。这个实验证实了光的粒子性质。
德-布罗格利将普朗克常数和线性动量方程结合起来：
h 是普朗克常数，E 是光子的能量，λ 是光的波长，c 是光速。
p 是物体的动量，m 是物体的质量，v 是物体的速度。
该方程认为，任何有质量的运动物体都会有一个波长，即德布罗格利波长。然而，这些波长在质量非常小的物体上非常明显。由于 h 值很小（6.626 x 10-34 Js），质量很大的物体会表现出接近零的波长。
