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波浪力学

量子力学

 好吧,正如我们之前看到的,我们可以看到,我们主要与基本物质(原子、电子、质子等)相关的物理现象,迄今为止已经进入了一个显然无法破译的谜题!粒子表现得像波,反之亦然。 

  好吧!以下内容是物理学的抽象和高级概念。我要求你的学生对我们现在要向你概述的新概念保持开放的态度。正是在这一点上,我们将能够看到现代物理学与经典物理学的真正断裂,正如我们之前提到的!在您的课堂上教授的物理课中从未见过的完全不同的宇宙。为了更好地理解量子定律,我们必须理解“德布罗意的波粒二象性”和“海森堡的不确定性原理”这两个基本概念。 

  Louis Victor de Broglie 在 1925 年理解了光与物质的双重特性。德布罗意代表物理学向前迈出了一大步,因此于 1929 年获得了诺贝尔物理学奖。他肯定想到的一个问题是,如果在此之前被视为波的光在某些情况下表现得像粒子,那么根据经验,被视为粒子的电子为什么不能像波一样表现呢?根据德布罗意的说法,物质也可能表现出这种双重行为。 

  德布罗意关于物质波粒二象性的提议延伸到所有物质,如质子、中子、原子、分子,而不仅仅是电子。问题来了:什么波长与粒子相关联,才能将其描述为波?为了回答这个问题,德布罗意提出了以下关系......

  总之,德布罗意原理将物质波长分配给速度为 v 的任何质量 m。换句话说,所有物质都有一个相关的波长。为了更好地理解这个概念,让我们看一个棒球的例子。 计算与球相关的德布罗意波长 棒球 质量为 400 g 以 10 m/s 的速度移动,我们发现: 

  因此,没有办法验证具有这个数量级波长的物体的波动行为。这个长度是如此之小以至于它变成    比原子核小几倍。请记住,为了观察波行为,我们可以安排显示衍射和干涉(波的典型特性)的情况。但是,我们需要在波的路径中放置的障碍物和/或开口必须具有与我们希望看到的衍射或干涉的波的波长相同数量级的尺寸(大小)。   

  这意味着将波行为与大(宏观)物体及其波长相关联没有任何意义,因为与它们相关的波长相对于它们自身的尺寸而言非常小。现在将波长与基本粒子(如质子, 中子、电子等...)是有道理的,因为与这个微尺度相关的波长等于或即使不是非常接近它们自己的尺寸,也就是理解它们行为的一个很好的近似值。 

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