Question

关于实物粒子的波动性

1. 物理选修3-5第37面中写到，粒子的波动性也遵循V=E/H,入=H/P的关系，老师说可以根据第一个公式，由已知的能量求实物粒子的频率，但是由已知的频率求实物粒子的能量就错了，只能求光子的能量，这是为什么呀，他给我解释了好几次我都不懂，我知道光子和实物粒子是有很大差别的，但既然遵循这个公式为什么不能用呢，而且求频率就可以，求能量就不行了，坑爹呀。
2.根据以上两个公式，可以推导出光子的动量等于能量除以光速，那也可以推导出实物粒子的动量等于能量除以速度了，这第二个推导当然是错的了，可是我想知道错在哪儿
3.辉光敏电现象与阴极射线的发现有何关系？
为什么说阴极射线不是稀薄气体导电的辉光敏电现象？
希望能得到专业的解答，满意的话我还可以追加悬赏

Answer 1

一个个来说吧，可能会较长。
第一个问题，课本里会说，粒子有波粒二象性，波动性对应的公式就是V=E/H,入=H/P。但它没有告诉你，粒子的波动性和粒子性都是有应用范围的，只有考虑粒子运动的时候才有波动性，只有考虑粒子存在的时候才有粒子性。波动性公式里面对应的能量是运动中的能量，但不是全部的能量，因为按照相对论，物体还有静止能量。运动的能量遵循波动性的公式，但总能量必须要考虑静止能量，所以是不遵循那个公式的。上面的那个人说得很好，题目中说到已知能量求频率的时候，告诉你的就是这种运动的能量，但如果告诉你频率，你当然可以求出这种运动的能量，但在学相对论之前，你没法把它和静止能量结合在一起，所以你还没有办法去求出总能量。所以现在对于你，利用波动性的公式，用能量求频率是对的，但已知的频率求实物粒子的能量就是错的。在你学了相对论之后，后者才是对的，才是可以求的。

第二个问题，你计算的错误不在于我们刚才说的第一个问题。因为既然是运动的能量，对于光子成立，对于实物粒子也成立，对于光子我们能求出来能量等于动量乘以光速，对于实物粒子我们也能求出来能量等于动量的平方除以两倍的的质量，也就是我们熟悉的动能定理。关键是你计算的方法有问题。我知道你是怎么计算的，用频率乘以波长等于速度，所以对于光子就得到了能量等于动量乘以光速。但这个方法是错的。
波是有两种速度的，一种叫做相速度，它就是你的方法计算的。它没有物理意义，只是一种形式上的速度，这个速度在电磁学中甚至是可以超过光速的。还有一个速度，是有物理意义的速度，叫做群速度，它代表的是波携带的能量的速度。计算方法不是频率乘以波长，而是频率对于波长倒数的导数，你现在可能还不会计算。具体到这里，就是能量对于动量的导数。群速度是有物理意义的速度。对于光子群速度等于光速，所以有这个群速度的公式，能量对于动量的导数等于光速，就会得到能量等于动量乘以光速。对于实物粒子，群速度等于速度，也就是动量除以质量，还有应用这个群速度公式，能量对于动量的导数等于动量除以质量，就会得到能量等于动量的平方除以两倍的质量，也就是动能定理。

第三个问题，这两个现象。阴极射线我知道，但辉光敏电我没听说过，查了一个谷歌和百度都查不到，我不知道是不是术语有分歧，有一个类似的叫辉光放电，我想你大概指的它。辉光放电还有阴极射线，他们的原理是一样的。都是利用热的正离子打到阴极，从而释放电子。但两个现象的条件不同，从而差别很大。辉光放电，需要的稀薄的气体，从阴极打出来的电子一方面向正极运动，一方面击中气体分子，从而导电并且会发光。阴极射线虽然同样需要稀薄的气体，但密度要小得多，它打出来的电子在向阳极运动的时候，更多的不是撞到气体分子，而是形成一道射线一样射出去。甚至阴极射线中很多的电子并不依靠稀薄气体的正离子撞击，而是因为电场的场致发射。所以虽然原理一样，但两者差别很大。

Answer 2

1.我认为粒子的波动性也遵循V=E/H,入=H/P的关系是没有错的（德布罗意假设）但实物粒子等能量E=mc^2在这里就不能用了【实物粒子是不可能达到光速的（爱因斯坦狭义相对论）】如果达到光速电子已经不存在了。是公式使用条件问题。
2.光子的能量E=hV 光子的动量p=h/λ
实物粒子的动量p=h/λ. 不能用能量的原因是实物粒子的能量不等于 E=hV

3.辉光敏电现象与阴极射线的发现有何关系
可能是各地教材不同，辉光敏电现象是光照射到导体表面，使导体电阻减小，是光子照射

阴极射线是汤姆生发现的高速运动的电子流（是实物粒子）

所以阴极射线不是稀薄气体导电的辉光敏电现象

我知道的就这样多希望能有所帮助

Answer 3

一二是你概念不清，所谓“已知能量”不是“实物粒子的能量”，后者指实物粒子总能量，要用质能方程算，前者就是实物粒子德意志波的能量，故可以算频率，而光子没有静质量，光子能量只有它作为波的那一份，故两者相同可以互算，二同理，你要自己体会。

追问

请解释一下第三题，上面那个人说的我不太明白