光怎能够既是一种波。又是一种粒子呢。这不是互相矛盾的吗。
2023-06-13 广告
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光是波粒二像性。是否同时出现。二者是否同时同速度伴行。占体积有多大。
光有波粒二像性。怎样理解。怎样看见。"波""粒"是否同时出现。请举个例子。
比较复杂。
最快捷的方法就是阅读《(人教版)物理选修教材3-5》的第17章波粒二象性(版本可能稍有不同)的内容。(其实教材给的解释就比较到位了,应该脚踏实地的去学习看看)
以下是个人学习后观点(仅供参考,说实话教材读几遍自然就懂了):
在此之前人们普遍认为波和粒子是两种不同的形态。托马斯杨等人通过干涉等实验,曾经彻底地扳倒了光的粒子论(以前只有波才会有干涉现象)(具体实验自行查阅)。但在近代,对光电现象的进一步研究(自行查书或百度,简单来讲就是:
{
在实验中,带有 一定 电压的两块金属板之间(无介质),是不会产生电子流的。但在 一定 的光的照射下,会产生电子流,科学家对不同性质的光以及其所产生的电子流进行分析,发现三个规律:
光照不变,升高电压,两极板间的电流强度存在一个极值。
对于同一频率的光,有相同的遏止电压让电流为零。(也就是与光的强度无关)
只要符合产生电流的条件,只要一有符合条件的光(无论强弱),都会瞬间产生电流。
}解释完毕,不完整)
但部分规律和人们已经建立的光的电磁模型不符(也与人们的经验不符):
遏止电压应该和光强有关,和频率无关
光只要足够强,就一定会产生电流
光很弱时,应该需要时间“蓄力”,而非瞬时激发电流
对此,爱因斯坦提出了光电效应方程:
E(k)=hv-W0(看不懂没关系,看书有解释)
爱因斯坦的方程得到了实验的证明(比如有名的密立根)。爱因斯坦的光电效应方程是从“光子”的角度来解释的,因此可以说光电效应方程揭示了光的粒子性。光的粒子性后来又被康普顿效应进一步证明(证明光有动量,具体见相关资料,网上也有)
在这之后的1924年,德布罗意在他的博士学位论文中,大胆的把光的波粒二象性推广到所有实物粒子,并在之后被电子的衍射实验证明。
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关于您的疑问也是有回答的:
(先说一下啊,提问者在一个追问里面提到火。。。火是等离子体,是一种物质,当然还是有质量的,而且火=!光。。。)
物质波的波长,也就是俗称的“德布罗意波”的波长(为了纪念他),是有计算公式的:(其实可以理解成普朗克公式的变形)
λ=h/p
(λ:德布罗意波的波长;h:普朗克常数;p:粒子的动量)
易算得一个m=0.01kg,v=300m/s的子弹的德布罗意波的波长约为————2.2×e(-34)m。
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至于矛盾不矛盾的问题。这个模型很好的解决了现实问题,由此派生出的量子力学则更是推动人类现代发展的中坚力量之一(具体见网页链接)。只能说它经受住了实践的检验
也没有理由认为波与粒子是矛盾的,只不过是和人们的日常生活经验不大相符而已。
至于其他的假设嘛。。。暂时还没有一个已知的理论框架比它更好(指实验吻合度等方面)
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还是自己去看书比较好。以上回答纯手敲(当然除了那个链接~)。鉴于笔者是在校学生,而且说的主要是个人的理解,难免有些地方会有疏漏;另外如果有更多疑问,也希望大家能在评论区里以平和的心态进行讨论。(不过由于学业问题,可能没时间给予回复。。。)