什么是波粒二象性？( 三 ) _波粒二象性的发现和推导过程

就像电子在我们电视真空管中的粒子一样，但它的行为是原子内部的波。这需要一个更严肃的解释，而不仅仅是假设。我们知道为什么光是一种波;因为辐射是由电子的加速/减速产生的，而这通常是通过振荡和旋转产生的——给予周期性的力，波是直接的结果。粒子如何成为波也是可以解释的。
它是在拥挤/约束状态下(电和磁)的平方反比力的结果。然后平方反比的力取弹簧力或钩子的弹簧力。弹簧力实际上是周围所有振动的来源。
接下来要回答的问题是光如何表现得像粒子一样。当你把光线照在屏幕上时，整个屏幕都会亮起来。但如果你把光线调暗，让它变得很弱，你就会在屏幕上看到随机位置的闪光。
这显然表明光一定是由离散的部分组成的。但是这种解释是不准确的。它是光和屏幕之间相互作用的结果，成为概率。这是因为能量不足以照亮整个屏幕，所以只要有足够的能量存在，就会出现相应的闪光。
这种随机性是由于光束在性质上不是恒定的，而筛网的粒子也不是静态的，而是处于连续和复杂的振动状态。在粒子之间的能量交换中，辐射实际上可以看作是粒子。
波粒二象性是谁提出的？

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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年法国物理学家德布罗意大胆提出，一切微观粒子都具有波粒二象性。
有力地证实了微观粒子也具有波粒二象性。从此，在科学上就认为一切微观粒子都具有波粒二象性。证明过程戴维孙和革末用电子注投射到镍单晶上，观察散射电子束的强度同散射角之间的关系。他们发现，散射电子束的强度随θ角而改变，当θ角取某些确定值时，强度有极大值。
这现象与X射线的衍射现象相同，充分说明电子具有波性。由这个实验中的散射电子束强度极大值与散射角之间的定量关系可以得出电子的德布罗意波波长，与用德布罗意关系算出的结果一致。1928年汤姆孙用快速电子穿过薄金属片，也得到了衍射图样，证实了德布罗意关系的正确性。
波粒二象性为什么恐怖

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波粒二象性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。
前者组成了我们常说的“物质” ，后者的典型例子则是光波。波粒二象性解决了这个“纯”粒子和“纯”波动的困扰。它提供了一个理论框架，使得任何物质有时能够表现出粒子性质，有时又能够表现出波动性质。量子力学认为自然界所有的粒子，如光子、电子或是原子，都能用一个微分方程，如薛定谔方程来描述。
这个方程的解即为波函数，它描述了粒子的状态。波函数具有叠加性，它们能够像波一样互相干涉。同时，波函数也被解释为描述粒子出现在特定位置的机率幅。
这样，粒子性和波动性就统一在同一个解释中。之所以在日常生活中观察不到物体的波动性，是因为他们皆质量太大，导致德布罗意波长比可观察的极限尺寸要小很多，因此可能发生波动性质的尺寸在日常生活经验范围之外。这也是为什么经典力学能够令人满意地解释“自然现象” 。
反之，对于基本粒子来说，它们的质量和尺寸局限于量子力学所描述的范围之内。
如何理解波粒二象性？

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微观粒子同时又是波，这意味着什么？个人觉得费曼的路径积分形式的量子力学所展示的图象特别惊人却又有助于理解问题的实质。这一奇异的情景大致是这样的：每个微粒（比如某个电子）在每一时刻都“化身千万” ，每个化身粒子都无限快速地、以原粒子的某一种波动特征去探索某一条特定的路径，所有化身粒子以全部可能有的速度去探索全时空中的所有路径，然后根据路径的长短、方向、途中所遇情况以及所需时间等，每一化身粒子都返回“提交一探测报告” ，所有化身粒子的所有报告汇总得出各个路径相应的波彼此叠加干涉的结果——哪些途径“更便于出行”以及采用哪种速度最恰当，于是实际的粒子就更倾向于实际上以那种速度走这些途径。