万物皆波?包括你我在内的宇宙万物都有自己的波长!

路昭观看科技 2024-10-30 01:49:17

波粒二象性,这一概念虽然听起来简洁,实则却深奥复杂。微观领域的粒子展现出了既像粒子又像波的双重特性,这现象无疑是异常的,因为我们在日常生活的宏观尺度中,尚未遇到任何物质能同时呈现两种完全相反的属性。

粒子性的概念对于我们来说较为熟悉,在我们初中学习到的分子、原子、电子这些微观实体时,我们都是从其粒子性的角度去理解的,因此我们提到微观粒子,脑海中便浮现出一个微小的球体形象。而关于微观粒子的波动性,我们了解甚少,而且从直观感觉上讲,我们难以理解一个固体般的粒子为何会展现出波动性。那么,微观粒子的波动性究竟是怎么来的,又如何体现出来呢?

要谈及微观粒子的波动性,就不能不提到法国的杰出物理学家德布罗意。在博士阶段,德布罗意已经显现出对物理学,特别是粒子物理学的非凡天分。当德布罗意临近博士学位毕业时,他在毕业论文中将普朗克常数和爱因斯坦的相对论这两个重要公式结合起来:E=hv(普朗克常数)和E=mc平方(爱因斯坦的质能方程)。

这里不深入讨论推导过程,但其实并不复杂,有兴趣的读者可自行结合两个公式推导,德布罗意通过简单的数学运算,得出了一个看似荒谬的结论,即物质同样具有波动性。

德布罗意的这一发现看似不合常理,我们肉眼可见的物质如何能呈现波动性呢?再加上,德布罗意并未通过繁复的数学推理来证明这一观点,因此,连他的导师对他这种离经叛道的想法都感到困扰,并将这一难题抛给了爱因斯坦。出人意料的是,德布罗意的理论得到了爱因斯坦这位物理学界的泰斗的高度评价,因为德布罗意的物质波理论有一半是基于爱因斯坦的质能方程推导而来。爱因斯坦称赞德布罗意的物质波理论是天才之作,并认为其揭开了科学神秘面纱的一角。那么,德布罗意的物质波理论到底为何,为何我们在日常生活中无法感受到物质的波动性呢?

德布罗意波长公式

物质波,也被称为概率波,或德布罗意波,其核心观点是:物质的周围伴随着特定波长的波(量子力学哥本哈根学派将其诠释为概率波)。那么,这些伴随物质的波到底多长呢?

德布罗意波长=λ=h/p,其中,λ代表波长,h代表普朗克常数(h=6.62607015×10的负34次方),p则代表物质的动能,即p=mv,m是质量,v是速度。

我们将λ=h/p进行简化:

pλ=h,由于h是固定值,那么p和λ,即物质的动能和波长呈现反比关系。在速度一定的情况下,物质的质量与波长成反比,质量越大,波长越小;质量越小,波长越大。

以棒球为例,如果我们要计算其德布罗意波长,只需将其动能(即质量与速度的乘积)代入λ=h/p公式。假设棒球质量为0.1kg,速度为3m/s,那么,我们可以轻易计算出其德布罗意波长,但由于h的数值太小,导致计算出的波长也非常小,仅相当于原子核半径的万亿分之一。这样的波长在人眼乃至最先进的电子显微镜下都无法观察到,因此,宏观物质由于相对于粒子来说质量过大,在宏观尺度下我们无法感受到物质的德布罗意波。

宏观领域中观测不到的德布罗意波

由于物质的质量与波长成反比,为了使物质波更为明显,或者说使物质波长更长,我们需要减少物质的质量。质量越小的物质,其物质波波长越长。我们以电子为例,假设电子以0.1倍光速运动,质量为9.10956×10的负31次方kg,那么其物质波波长将增大至接近一个原子直径,换句话说,一个电子的波长是棒球波长的1000多倍。

运用德布罗意波长公式,我们能轻松计算出任何物质的物质波长,也能根据动能与波长成反比的关系,理解为何宏观物质波动性不明显,而微观粒子波动性显著。在这一点上,我们不得不对德布罗意的天才想法和量子力学的奥妙表示由衷的钦佩。

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评论列表
  • 2024-11-29 15:02

    ❌波与场❌都是数学当物理,捉影弄鬼的把戏::水波/声波/沙丘波,都是物质/粒子相对运动的宏观时空分布。🍎波粒二象性?以干涉衍射现象否定光是粒子,又去解释粒子干涉衍射,当然是骗术笑话。更荒唐在于二象性祸害了认知自然的核心根基/同与不同的确定性。 🍎场是数学虚幻,只能由源完全确定,不可观测(源力不是场力,源能量不是场能量),物质的场到处飞吗?飞的方向如何确定?地球场给你引力,你给地球场引力?也是笑话!!场速是光速,地球速度显然不同,地球场跑了吗?~~~场与波都是捕风捉影的把戏,祸害深远。………赫兹电磁波实验,激励源是电火花,感应接收也是电火花,显然是光子动能传播与光电效应(发现晚于赫兹实验),用了电磁波来解释而已。电磁波理论(尚未发现电子)只是基于宏观电磁观测的数学方法,牛顿的物质相互作用相对运动才是一切宏观微观现象的唯一根本!!带电是物质本质属性,不需要也不可能由变化磁场产生,磁力对电磁粒子做功影响了正负电荷分布而已。❌水波声波永远不可能象光子一样真空直线传播。两朵乌云包括光电效应当然都是电磁理论的谬误,骗子借机祸害经典力学体系,何其疯狂??

  • 2024-11-08 23:00

    自然绝对诚实/决定论,有确定性(真理)和复杂性,科学追求确定性/本质(求万变中不变的真理,物质不灭,电荷守恒,能量守恒,1+1=2等)。研究“观测不确定性”为了提高观测精度,解释自然的“不确定性”“对称或然性”想干啥?为了解释不确定你妈是你妈?没有确定性如何利用自然?掷骰子结果确定,不观测就不能确定,观测不足的不充分演绎是概率,也不确定。花瓣飘零不是动量不确定,是大量的动量作用观测不足。空间连续可入,位置和速度的精度没有任何极限,pi计算到了万亿位还是没完。光粒子电荷质量大小不连续,是运动不连续吗??特定粒子观测困难,大量粒子分布有测量不确定,是粒子运动不确定??不确定性原理肯定是骗!同与不同的确定性是科学认知的根本,“波粒二象性”祸害了这个人类认知的核心根基。绝对真理客观存在,人类诞生前月亮不运动吗?引力有没有?不言自明!……仰望星空信任自然的地心说需要认知进化,能否定绝对真理??地心说依据的不变现象变了吗?没有!号称相对真理是悖论斯坦蔑视自然欺师灭祖搞骗的伎俩。搞虚幻搞不确定,量子鬼学,好吗?———认知求真(确定性)是智慧,是人类追求生存目的的必需。解释不确定想干啥???

  • 2024-11-08 23:00

    搞假说/无中生有不是科学,是鬼把戏/万能骗术!:::概念马,不是真马,也不是假说,是唯物主义形而上学,用于表达真马!想知道能不能趟过一条河,观测归纳就行了。搞假说想干啥???证明能过河当然是骗。大胆演绎细心观测归纳不行吗???“光速不变”“宏观微观不同”“高速低速差异”都是地地道道的猜测真实,是创造假说,光速不变违背相对速度自然真理,当然已经有效证伪!!!黎曼几何公设是形而上学,不稀奇,不是假说,无中生有的创造假说必然是骗!光速不变就是蛤蟆学水牛搞骗。———不知道哪个骗子能用10000个假说认知自己的后脑勺???………物理宇宙处处不同时刻变化,绝对时空清清楚楚无法改变。数学相对时空是虚幻,只能是近似。相对时空曰::宇宙时时处处可放羊。当然是万能骗术鬼把戏。

  • 2024-11-29 15:02

    证实/证明理论是骗术:::需要证明的真理/理论是骗,号称证明真理/理论也是骗!!!真理理论作为预测未来的全称命题(全时空),证伪当然有效,证明/证实当然无效。号称证明XX论和万有引力定律,一天证明10000次,有用吗???实验只是证明了具体现象真。号称证明公理公设,假说冒充公设,肯定都是骗。所有自然规律都是对过去的观测归纳,未来是不变的,这个不可能知道原因,只能信任自然。真理不证自明无法证明!!——相对真理也是骗术,真理是客观存在的绝对真理,人类诞生之前没有人类的观测,月亮不运动吗???引力有没有???都是显而易见!仰望星空信任自然的地心说需要认知进化,能否定绝对真理吗???地心说依据的现象变了吗?没有!号称相对真理是悖论斯坦蔑视自然欺师灭祖搞骗的伎俩。❌❌大胆假设,细心求证,都是骗术,是悖论斯坦发家的“两头骗”!用假设猜想后脑勺肯定没用,搞1000年的鬼故事(假说)也真不了,牛顿自然哲学反对任何创造假说!!!无人机,潜水艇,轮子,核弹的发明创造都是由公理和观测经验大胆演绎的结果/现象,与自然复杂现象一样,真理不变现象无穷多。苏格拉底说,万变中寻求不变的真理。

  • 2024-11-08 23:01

    ❌❌悖论斯坦,背叛数学由公理演绎证明特称命题的传统,号称证明全称命题公设公理。以光速不变假说祸害相对速度公理,数学冒充物理,祸害绝对时空,祸害能量质量引力等物理基本概念和认知方法,以二象性祸害自然科学认知的核心根基——同与不同的确定性,以创造假说冒充祸害公设形而上学。后谎言掩盖解释前谎言搞了一辈子,祸害数学,祸害物理,祸害哲学,祸害绝对真理,终身搞骗,祸害极大极深极广,100多年了,还在鼓吹骗子,居然成了一门生意?………一个恶贯灵魂的彻底的人类公敌!!!狗屎都有用,欺骗有啥用?观测归纳认知自然,从来如此,只能如此。迷信跪拜蔑视自然欺师灭祖的悖论斯坦,瞎搞科幻假说,人类将无法逃脱第六次地球生物大灭绝。———假说科幻骗子招摇过市,人人都沉默?科学还有希望吗???

  • 2024-11-24 20:00

    不是波,是弦!弦是物质之源。

  • 2025-01-21 17:58

    真理不证自明(不变现象)无法证明(全称命题/可证伪),悖论诠释百年号称证明(全称命题)。古希腊哲学对真理(科学知识)的理解——真理是不变的现象。水流现象千变万化是真实/不是真理。水往低处流现象不变,太阳东升西落现象不变,都是有用的真理/知识。物质不灭,能量守恒,电荷守恒,1+1=2,绝对时空,相对速度,……都是不变的现象/真理。居然有人号称人人不知的空间弯曲是真理,还胡编人人可知的时间是虚幻!!当然都是缺德笑话。几何学与微积分方法符合绝对时空/可微可积,弯曲不均匀空间可积分吗?面积与面积等效吗?科学/哲学追求确定性(知道)是生存的必须,鼓吹不确定是鬼迷心窍❌,科学是观测归纳不是假说证明不是解释稀奇。所有物质100%由带电质量体/粒子构成(不变现象,本质),电子质子结合成中子,正负光子结合成中微子。……不显电性的中子,中微子,穿透材料/等离子体/微观电磁结构的能力强大,中微子极其微小,必然是穿透物质材料的冠军——惯性运动天才。电子质子光子都带电,穿透力当然不行。——物体材料边缘亚原子尺度正负电场密集分布,带电光子电子受引力斥力作用,分裂成双缝干涉条纹,边缘衍射条纹,奇怪吗???

  • 2025-01-21 19:57

    ❌以太的小胆太小了!!!以太是波动学派的托辞遮羞布,悖论斯坦干脆厚脸皮直接骗,让波搞独立单干/和物质质量说拜拜,来个二象性指鹿为马,无源场也用上!再诠释诠释,高速低速搞区别对待,宏观微观弄成不同,质量尺寸时间都弄成可以变,能量搞成数学能量,,,还不行?绝对时空也不要了,相对运动搞成残废/让光绝对运动,相对时空更美妙可惜惯性系不同意。又不行了??什么能难住骗子呢?换个假说继续骗,搞广义的,把空间也搞弯,,,用假说无中生有(🍎哈哈,我说有鬼谁能证无?)号称证明全称命题,脸厚怕啥?坚决把革命进行彻底/1955/game over?

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