關(guān)于波粒二象性的提出，最早追溯于牛頓和惠更斯關(guān)于光的本性的爭(zhēng)論。牛頓認(rèn)為光是由粒子組成，是為光的微粒說(shuō)，而惠更斯則認(rèn)為光是一種波動(dòng)，并能夠用簡(jiǎn)單的幾何方法解釋光的反射、折射、衍射和干涉的現(xiàn)象。值得注意的是，牛頓說(shuō)提出的微粒是經(jīng)典物理學(xué)中的粒子，并非普朗克等人發(fā)現(xiàn)的量子，惠更斯所提出的波動(dòng)是機(jī)械波，而不是后來(lái)被發(fā)現(xiàn)的電磁波。
1.波動(dòng)性的發(fā)展
1801年，托馬斯·楊首次報(bào)道了雙縫實(shí)驗(yàn)，他演示的明暗交替的干涉圖案成為光具有波動(dòng)性的明證。
衍射和干涉：波經(jīng)過(guò)障礙物側(cè)邊時(shí)路徑發(fā)生彎曲，稱為衍射，它也會(huì)引起干涉條紋。一個(gè)光源發(fā)出的光波經(jīng)過(guò)一個(gè)尺度與波長(zhǎng)相近的小孔時(shí)，光就會(huì)從孔的邊緣擴(kuò)展成一個(gè)大盤，這就是衍射，這是一種干涉效應(yīng)。
此外，1865年，麥克斯韋提出了電磁波理論，進(jìn)一步認(rèn)同了光具有波動(dòng)性。
19世紀(jì)物理學(xué)家都贊成光的波動(dòng)說(shuō)。
2.勇敢的愛(ài)因斯坦
20世紀(jì)來(lái)臨時(shí)，青年愛(ài)因斯坦重提光的粒子說(shuō)（血球模型）來(lái)解釋光電效應(yīng)。到了1909年，他又把新的統(tǒng)計(jì)漲落理論用到普朗克黑體輻射定律，并說(shuō)明公式中出現(xiàn)的兩項(xiàng)對(duì)應(yīng)著波粒二象性。
由于當(dāng)時(shí)愛(ài)因斯坦是孤身一人的，沒(méi)有人相信他的光子說(shuō)。直到1924年巴黎發(fā)生了一件出人意料的事件。
3.王子德布羅意
1923年，巴黎大學(xué)研究生德布羅意提出了一個(gè)令人吃驚的思想，認(rèn)為粒子本身具有波動(dòng)性。德布羅意深受愛(ài)因斯坦提出光具有波粒二象性的影響。他在1924年的博士論文中寫道：它既能解釋光電效應(yīng)，同時(shí)還可以運(yùn)用相應(yīng)的周期性信息在不同條件下做出干涉效應(yīng)（雙縫實(shí)驗(yàn)）。
德布羅意提出物質(zhì)波，其頻率不是指粒子內(nèi)部周期運(yùn)動(dòng)，而是指整個(gè)時(shí)空有個(gè)伴隨著粒子的波。那么這種波能被觀測(cè)到嗎？德布羅意的回答是肯定的，這種波不是抽象的，而是實(shí)在的。這種新的開(kāi)創(chuàng)性思想在物理學(xué)上的一個(gè)重要后果是出現(xiàn)導(dǎo)引波的兩種速度。
德布羅意認(rèn)為群速度就是粒子的速度，增強(qiáng)區(qū)所表現(xiàn)的能量、動(dòng)量等力學(xué)性質(zhì)平常都被看成是粒子的性質(zhì)。脈沖就是許多不同頻率的波疊加而成的。
4.美妙的結(jié)論
當(dāng)?shù)虏剂_意寫下一些簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)公式來(lái)表述與光子類比得到的思想時(shí)，他發(fā)現(xiàn)了更多驚人的結(jié)論。他從愛(ài)因斯坦著名公式E=MC^2出發(fā)，應(yīng)用于光子得到：E=MC^2=(MC)C，接著他用了一系列代換：E=PC=Pfl，I為波長(zhǎng).接著再把普朗克-愛(ài)因斯坦關(guān)系E=hf帶入上式，得到：hf=Pfl，最后簡(jiǎn)化為：h/P=l.
通過(guò)類比，德布羅意說(shuō)明l=h/P不僅適用于光子和電子，也適用于所有粒子。以電子為例，其動(dòng)量為：
P=MV=質(zhì)量X速度
其波長(zhǎng)可由德布羅意公式預(yù)測(cè)。
對(duì)大多數(shù)物理學(xué)家來(lái)講，這種說(shuō)法實(shí)在是荒謬。在經(jīng)典物理學(xué)中，電子就是純粹的粒子，這在1897年湯姆遜發(fā)現(xiàn)電子以來(lái)便一直都是不爭(zhēng)的事實(shí)。
1924年德布羅意提交名為《量子論研究》的論文時(shí)，巴黎大學(xué)考核委員會(huì)十分吃驚和困惑。委員會(huì)成員包括了大物理學(xué)家郎之萬(wàn)，他事先從德布羅意處得到論文拷貝，并將它轉(zhuǎn)交給了愛(ài)因斯坦。愛(ài)因斯坦又對(duì)洛侖茲發(fā)表了自己的意見(jiàn)，最終委員會(huì)通過(guò)并授予德布羅意博士學(xué)位。
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