量子力学中的波粒二相性是什么意思?通俗解释是?
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发布时间：2022-04-28 14:02
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热心网友
时间：2022-06-18 20:03
波粒二象性源自于对光的本性的探索，对于“光是微粒还是波？”这个问题，在18~19世纪，甚至是20世纪初，每一位稍微和物理搭上一点关系的科学家，都必须仔细研究一下这个问题。因为光既有像“直线传播”这类粒子特有的现象，也有像“干涉衍射”这类波特有的现象。最著名的是牛顿（微粒说）和惠更斯（波动说）的争论：
http://wenku.baidu.com/link?url=5JW-VH1yudV6QmQ-wislkapQgRsVx2vK5fz5_BGciWU7iZlDkBhxQR20nNO__j4aVob1o2OAi0UUOCX0UwHRAA3Phe-nLbEn9mKTzGFDgsq
（此文最后第二段太*了，可以不看）必须说明，牛顿和惠更斯两个人的观点都是非常狭隘的，并没有触及粒子或者波的本质。
微粒说和波动说，分别在很多方面有实验现象验证，能解释现象，但是在很多方面又不能解释。
在19世纪中后期至20世纪初，争论又体现在麦克斯韦（电动力学）和爱因斯坦（光电效应）的各自理论上。
最终戳破这一问题的可以说是普朗克、爱因斯坦和德布罗意三个人，普朗克观察黑体辐射认为辐射能量的不连续，爱因斯坦基于光电效应提出光量子假说。当时就有很多人实在是受不了这些争论，干脆直截了当地说“光具有波粒二象性”，也就是说它有时体现粒子性，有时体现波动性。
德布罗意更牛！他提出不仅是光，任何实物粒子（小到电子质子，大到足球太阳）都具有波粒二象性，并指出了波动与微粒之间的关系：E=hν，p=h/λ。至此，波粒二象性的概念正式建立起来。但实际上这里德布罗意的“物质波”还不是量子力学中的“波”，量子力学中的波是波恩的“概率波”，即某时刻粒子出现在某地的概率。
从科学史和量子力学本身原理出发，波粒二象性应该这么理解：
0、牛顿、惠更斯时代讨论的粒子和波都是狭隘的，与后来的光量子、能量子、物质波、概率波差别甚大。
1、光就是光，它既不是粒子，也不是波，有时表现出粒子性，有时表现出波动性。
2、微粒与波动实际上只是一个东西的两个方面，就如同冰和水一样。
3、德布罗意关系把波和粒子间的关系理解为能量与频率、动量与波长之间的对应关系。
4、量子力学中的波粒二象性体现为：能量不连续（粒子）与概率不确定（波动）的统一，这正是量子力学的基本观点。
5、量子力学发展到现代还是一门假设比较多的学科（一共有5个基本假设，概率波解释是其中之一），这和牛顿运动定律（3个），热力学（3个），狭义相对论（2个），广义相对论（3个）比起来还是相当多的！所以有关其因果性和不确定性的争论至今仍然不休，其中必然包含波粒二象性的理解。
综上：波粒二象性既是一个老课题，也是一个新课题，不必拘泥于书本，因为量子力学的不确定因素正如其研究对象一样，扑朔迷离。但是量子力学却能非常好地解释和预言非常多的现象，所以不妨碍我们的运用与研究，波粒二象性也是如此。
热心网友
时间：2022-06-18 20:03
