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[編輯本段]量子力學(xué)新詮釋?zhuān)夯艚鹉ど系乃木S量子論 類(lèi)似10維或11維的“弦論”＝振動(dòng)的弦、震蕩中的象弦一樣的微小物體。 霍金膜上四維世界的量子理論的近代詮釋?zhuān)ㄠ囉畹龋?0年代）： 振動(dòng)的量子（波動(dòng)的量子＝量子鬼波）＝平動(dòng)微粒子的振動(dòng)；振動(dòng)的微粒子；震蕩中的象量子（粒子）一樣的微小物體。 波動(dòng)量子＝量子的波動(dòng)＝微粒子的平動(dòng)+振動(dòng) ?。狡絼?dòng)+振動(dòng) ?。绞噶亢? 量子鬼波的DENG&&9;S詮釋?zhuān)何⒘Ｗ樱孔樱┢絼?dòng)與振動(dòng)的矢量和 粒子波、量子波＝粒子的震蕩（平動(dòng)粒子的震動(dòng)） [編輯本段]歷史 在十九世紀(jì)末，日臻成熟的原子理論逐漸盛行，根據(jù)原子理論的看法，物質(zhì)都是由微小的粒子——原子構(gòu)成。比如原本被認(rèn)為是一種流體的電，由湯普孫的陰極射線實(shí)驗(yàn)證明是由被稱(chēng)為電子的粒子所組成。因此，人們認(rèn)為大多數(shù)的物質(zhì)是由粒子所組成。而與此同時(shí)，波被認(rèn)為是物質(zhì)的另一種存在方式。波動(dòng)理論已經(jīng)被相當(dāng)深入地研究，包括干涉和衍射等現(xiàn)象。由于光在托馬斯·楊的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，以及夫瑯和費(fèi)衍射中所展現(xiàn)的特性，明顯地說(shuō)明它是一種波動(dòng)。 不過(guò)在二十世紀(jì)來(lái)臨之時(shí)，這個(gè)觀點(diǎn)面臨了一些挑戰(zhàn)。1905年由阿爾伯特·愛(ài)因斯坦研究的光電效應(yīng)展示了光粒子性的一面。隨后，電子衍射被預(yù)言和證實(shí)了。這又展現(xiàn)了原來(lái)被認(rèn)為是粒子的電子波動(dòng)性的一面。 這個(gè)波與粒子的困擾終于在二十世紀(jì)初由量子力學(xué)的建立所解決，即所謂波粒二象性。它提供了一個(gè)理論框架，使得任何物質(zhì)在一定的環(huán)境下都能夠表現(xiàn)出這兩種性質(zhì)。量子力學(xué)認(rèn)為自然界所有的粒子，如光子、電子或是原子，都能用一個(gè)微分方程，如薛定諤方程來(lái)描述。這個(gè)方程的解即為波函數(shù)，它描述了粒子的狀態(tài)。波函數(shù)具有疊加性，即，它們能夠像波一樣互相干涉和衍射。同時(shí)，波函數(shù)也被解釋為描述粒子出現(xiàn)在特定位置的幾率幅。這樣，粒子性和波動(dòng)性就統(tǒng)一在同一個(gè)解釋中。 之所以在日常生活中觀察不到物體的波動(dòng)性，是因?yàn)樗麄兊馁|(zhì)量太大，導(dǎo)致特征波長(zhǎng)比可觀察的限度要小很多，因此可能發(fā)生波動(dòng)性質(zhì)的尺度在日常生活經(jīng)驗(yàn)范圍之外。這也是為什么經(jīng)典力學(xué)能夠令人滿(mǎn)意地解釋“自然現(xiàn)象”。反之，對(duì)于基本粒子來(lái)說(shuō)，它們的質(zhì)量和尺度決定了它們的行為主要是由量子力學(xué)所描述的，因而與我們所習(xí)慣的圖景相差甚遠(yuǎn)。 [編輯本段]惠更斯和牛頓，早期光理論 最早的綜合光理論是由克里斯蒂安·惠更斯所發(fā)展的，他提出了一個(gè)光的波動(dòng)理論，解釋了光波如何形成波前，直線傳播。該理論也能很好地解釋折射現(xiàn)象。但是，該理論在另一些方面遇見(jiàn)了困難。因而它很快就被艾薩克·牛頓的粒子理論所超越。牛頓認(rèn)為光是由微小粒子所組成，這樣他能夠很自然地解釋反射現(xiàn)象。并且，他也能稍顯麻煩地解釋透鏡的折射現(xiàn)象，以及通過(guò)三棱鏡將陽(yáng)光分解為彩虹。 由于牛頓無(wú)與倫比的學(xué)術(shù)地位，他的理論在一個(gè)多世紀(jì)內(nèi)無(wú)人敢于挑戰(zhàn)，而惠更斯的理論則漸漸為人淡忘。直到十九世紀(jì)初衍射現(xiàn)象被發(fā)現(xiàn)，光的波動(dòng)理論才重新得到承認(rèn)。而光的波動(dòng)性與粒子性的爭(zhēng)論從未平息。 [編輯本段]費(fèi)涅爾、麥克斯韋和楊 十九世紀(jì)早期由托馬斯·楊和奧古斯丁-讓·費(fèi)涅爾所演示的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)為惠更斯的理論提供了實(shí)驗(yàn)依據(jù)：這些實(shí)驗(yàn)顯示，當(dāng)光穿過(guò)網(wǎng)格時(shí)，可以觀察到一個(gè)干涉樣式，與水波的干涉行為十分相似。并且，通過(guò)這些樣式可以計(jì)算出光的波長(zhǎng)。詹姆斯·克拉克·麥克斯韋在世紀(jì)末葉給出了一組方程，揭示了電磁波的性質(zhì)。而方程得到的結(jié)果，電磁波的傳播速度就是光速，這使得光作為電磁波的解釋被人廣泛接受，而惠更斯的理論也得到了重新認(rèn)可。 [編輯本段]愛(ài)因斯坦和光子 1905年，愛(ài)因斯坦對(duì)光電效應(yīng)提出了一個(gè)理論，解決了之前光的波動(dòng)理論所無(wú)法解釋的這個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。他引入了光子，一個(gè)攜帶光能的量子的概念。 在光電效應(yīng)中，人們觀察到將一束光線照射在某些金屬上會(huì)在電路中產(chǎn)生一定的電流?？梢酝茢嗍枪鈱⒔饘僦械碾娮哟虺觯沟盟鼈兞鲃?dòng)。然而，人們同時(shí)觀察到，對(duì)于某些材料，即使一束微弱的藍(lán)光也能產(chǎn)生電流，但是無(wú)論多么強(qiáng)的紅光都無(wú)法在其中引出電流。根據(jù)波動(dòng)理論，光強(qiáng)對(duì)應(yīng)于它所攜帶的能量，因而強(qiáng)光一定能提供更強(qiáng)的能量將電子擊出。然而事實(shí)與預(yù)期的恰巧相反。 愛(ài)因斯坦將其解釋為量子化效應(yīng)：電子被光子擊出金屬，每一個(gè)光子都帶有一部分能量E，這份能量對(duì)應(yīng)于光的頻率ν：E=hν 這里h是普朗克常數(shù)（6.626 x 10^-34 J s）。光束的顏色決定于光子的頻率，而光強(qiáng)則決定于光子的數(shù)量。由于量子化效應(yīng)，每個(gè)電子只能整份地接受光子的能量，因此，只有高頻率的光子（藍(lán)光，而非紅光）才有能力將電子擊出。 愛(ài)因斯坦因?yàn)樗墓怆娦?yīng)理論獲得了1921年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。 [編輯本段]光電效應(yīng)方程 由于Ｅ=hv，這光照射到原子上，其中電子吸收一份能量，從而克服逸出功，逃出原子。電子所具有的動(dòng)能Ek=hv-Wo,Wo為電子逃出原子所需的逸出功。這就是愛(ài)因斯坦的光電效應(yīng)方程。 [編輯本段]德布羅意假設(shè) 1924年，路易-維克多&S226;德&S226;布羅意注意到原子中電子的穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)需要引入整數(shù)來(lái)描寫(xiě)，與物理學(xué)中其他涉及整數(shù)的現(xiàn)象如干涉和振動(dòng)簡(jiǎn)正模式之間的類(lèi)似性，構(gòu)造了德布羅意假設(shè)，提出正如光具有波粒二象性一樣，實(shí)物粒子也具有波粒二象性。他將這個(gè)波長(zhǎng)λ和動(dòng)量p聯(lián)系為：λ=h/p 這是對(duì)愛(ài)因斯坦等式的一般化，因?yàn)楣庾拥膭?dòng)量為p = E / c（c為真空中的光速），而λ = c / ν。 德布羅意的方程三年后通過(guò)兩個(gè)獨(dú)立的電子散射實(shí)驗(yàn)被證實(shí)于電子（具有靜止質(zhì)量）身上。在貝爾實(shí)驗(yàn)室Clinton Joseph Davisson和Lester Halbert Germer以低速電子束射向鎳單晶獲得電子經(jīng)單晶衍射，測(cè)得電子的波長(zhǎng)與德布羅意公式一致。在阿伯丁大學(xué)，George Paget Thomson以高速電子穿過(guò)多晶金屬箔獲得類(lèi)似X射線在多晶上產(chǎn)生的衍射花紋，確鑿證實(shí)了電子的波動(dòng)性；以后又有其他實(shí)驗(yàn)觀測(cè)到氦原子、氫分子以及中子的衍射現(xiàn)象，微觀粒子的波動(dòng)性已被廣泛地證實(shí)。根據(jù)微觀粒子波動(dòng)性發(fā)展起來(lái)的電子顯微鏡、電子衍射技術(shù)和中子衍射技術(shù)已成為探測(cè)物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)和晶體結(jié)構(gòu)分析的有力手段。 德布羅意于1929年因?yàn)檫@個(gè)假設(shè)獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。Thomson和Davisson因?yàn)樗麄兊膶?shí)驗(yàn)工作共享了1937年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。 [編輯本段]波恩概率波 光和微觀粒子的波粒二象性如何統(tǒng)一的問(wèn)題是人類(lèi)認(rèn)識(shí)史上最令人困惑的問(wèn)題 ，至今不能說(shuō)問(wèn)題已經(jīng)完全解決（物質(zhì)的結(jié)構(gòu)是核式的，原子如此，光子、電子、質(zhì)子、大到天體都有自己的核心，都有繞核心運(yùn)動(dòng)的物質(zhì)存在，每個(gè)核式結(jié)構(gòu)體在運(yùn)動(dòng)中由于核式結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，都做具有波動(dòng)的直線運(yùn)動(dòng)，都有測(cè)不準(zhǔn)的因素存在，都有量子化的物理特征，各有能級(jí)的存在，各有特定的能量吸收才可以發(fā)生躍遷。張各高中物理教師提出的自己的觀點(diǎn)，歡迎指正）1926年M.玻恩提出概率波解釋?zhuān)^好地解決了這個(gè)問(wèn)題。按照概率波解釋?zhuān)枋隽Ｗ硬▌?dòng)性所用的波函數(shù)Ψ(x、y、z、t)是概率波，而不是什么具體的物質(zhì)波；波函數(shù)的絕對(duì)值的平方｜ψ｜2＝ψ*ψ表示時(shí)刻t在x、y、z處出現(xiàn)的粒子的概率密度，ψ*表示ψ 的共軛波函數(shù)。在電子通過(guò)雙孔的干涉實(shí)驗(yàn)中，｜ψ｜2＝｜ψ1＋ψ2｜2＝｜ψ1｜2＋｜ψ2｜2＋ψ1*ψ2＋ψ1ψ2*，強(qiáng)度｜ψ｜2大的地方出現(xiàn)粒子的概率大 ，相應(yīng)的粒子數(shù)多，強(qiáng)度弱的地方，｜ψ｜2小 ，出現(xiàn)粒子的概率小，相應(yīng)的粒子數(shù)少，ψ1*ψ2＋ψ1ψ2*正是反映干涉效應(yīng)的項(xiàng)，不管實(shí)驗(yàn)是在粒子流強(qiáng)度大的條件下做的，還是粒子流很弱，讓粒子一個(gè)一個(gè)地射入，多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，兩者所得的干涉條紋結(jié)果是相同的。 在粒子流很弱、粒子一個(gè)一個(gè)地射入多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)中顯示的干涉效應(yīng)表明，微觀粒子的波動(dòng)性不是大量粒子聚集的性質(zhì)，單個(gè)粒子即具有波動(dòng)性。于是，一方面粒子是不可分割的，另一方面在雙孔實(shí)驗(yàn)中雙孔又是同時(shí)起作用的，因此，對(duì)于微觀粒子談?wù)撍倪\(yùn)動(dòng)軌道是沒(méi)有意義的。 由于微觀粒子具有波粒二象性，微觀粒子所遵從的運(yùn)動(dòng)規(guī)律不同于宏觀物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，描述微觀粒子運(yùn)動(dòng)規(guī)律的量子力學(xué)也就不同于描述宏觀物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的經(jīng)典力學(xué)。 [編輯本段]薛定諤方程 量子力學(xué)中求解粒子問(wèn)題常歸結(jié)為解薛定諤方程或定態(tài)薛定諤方程。薛定諤方程廣泛地用于原子物理、核物理和固體物理，對(duì)于原子、分子、核、固體等一系列問(wèn)題中求解的結(jié)果都與實(shí)際符合得很好。 薛定諤方程僅適用于速度不太大的非相對(duì)論粒子，其中也沒(méi)有包含關(guān)于粒子自旋的描述。當(dāng)計(jì)及相對(duì)論效應(yīng)時(shí)，薛定諤方程由相對(duì)論量子力學(xué)方程所取代，其中自然包含了粒子的自旋。 .薛定諤提出的量子力學(xué)基本方程 。建立于 1926年。它是一個(gè)非相對(duì)論的波動(dòng)方程。它反映了描述微觀粒子的狀態(tài)隨時(shí)間變化的規(guī)律，它在量子力學(xué)中的地位相當(dāng)于牛頓定律對(duì)于經(jīng)典力學(xué)一樣，是量子力學(xué)的基本假設(shè)之一。設(shè)描述微觀粒子狀態(tài)的波函數(shù)為Ψ（r，t），質(zhì)量為m的微觀粒子在勢(shì)場(chǎng)U（r，t）中運(yùn)動(dòng)的薛定諤方程為。在給定初始條件和邊界條件以及波函數(shù)所滿(mǎn)足的單值、有限、連續(xù)的條件下，可解出波函數(shù)Ψ（r，t）。由此可計(jì)算粒子的分布概率和任何可能實(shí)驗(yàn)的平均值（期望值）。當(dāng)勢(shì)函數(shù)U不依賴(lài)于時(shí)間t時(shí)，粒子具有確定的能量，粒子的狀態(tài)稱(chēng)為定態(tài)。定態(tài)時(shí)的波函數(shù)可寫(xiě)成式中Ψ（r）稱(chēng)為定態(tài)波函數(shù)，滿(mǎn)足定態(tài)薛定諤方程，這一方程在數(shù)學(xué)上稱(chēng)為本征方程，式中E為本征值，是定態(tài)能量，Ψ（r）又稱(chēng)為屬于本征值E的本征函數(shù)。 擴(kuò)展閱讀： 1.《論熱力學(xué)的第二定律》1879年 2.《論維恩光譜方程的完善》1900年 3.《論正常光譜中的能量分布》1900年 4.《熱輻射講義》1906年 5.《關(guān)于正常光譜的能量分布定律的理論》1900年 開(kāi)放分類(lèi)： 自然科學(xué)，物理，物質(zhì)，量子力學(xué) [我來(lái)完善] “波粒二象性”相關(guān)詞條： 更多 基本粒子電磁波雙縫實(shí)驗(yàn)雙縫干涉 百度百科中的詞條內(nèi)容僅供參考，如果您需要解決具體問(wèn)題 ?。ㄓ绕湓诜?、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域），建議您咨詢(xún)相關(guān)領(lǐng)域?qū)I(yè)人士。 本詞條對(duì)我有幫助 779分享到i貼吧 添加到搜藏 分享到新浪微博 分享到豆瓣網(wǎng) 合作編輯者 lisan1233 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