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电子到底是粒子还是波?

2024-01-20 07:50

  电路友邦榨汁机开瓶器投影面雷诺方程物理课本上告诉我们,电子和光子等基本粒子都具有“波粒二象性”,也有很多人解读为电子既是粒子又是波。其实这种解读是不严谨的,严格来讲,电子并不是粒子,而是波,而且只能是波。

  我们需要从描述微观世界的量子力学开始。量子力学领域,其实并不存在粒子的概念,量子力学从来没有表明某个粒子既是粒子又是波。实际上在早期量子力学中,电磁波与粒子没有任何瓜葛。

  不过物理学家们发现电磁场的能级是离散的,把最小能级定义为电磁波的量子,也就是光子,但并没有表明电磁波的量子就是粒子,爱因斯坦只是证明了电磁波的能量能以离散的形式出现。

  也就是说,我们的世界只不过是由各种复杂的波相互作用而形成的,电子是由电子场的激发形成的,而原子可能是由好几种不同的波相互作用而形成的某种波的结合,质子和中子等是由复杂的夸克波构成。

  说白了,包括你我在内的万事万物本质来讲,与我们每天看到的光没有任何区别!

  早期量子力学其实仍旧停留在经典物理学领域,当时的物理学家们从没有接受过波会像粒子那样。后来的很多实验也证明,如果我们能排除粒子概念,而用波代替粒子,就会发现量子力学其实并没有那么复杂,没有那么让人难以理解。

  而德布罗意是用狭义相对论也推测出来:所有的粒子其实都是波,也提出了“物质波”的概念,并给出了动量与波长之间的关系,为后来薛定谔提出的波动方程奠定了基础。

  薛定谔的波动方程中的波函数,代表的是概率密度,描述的是粒子所有可能状态的叠加。这也就意味着,当我们测量粒子时,粒子的波函数就会坍缩,恰好出现在我们测量的位置。

  我想说的是,所谓的波粒二象性实际上就是波动性,而粒子性只是波动性在某种特定条件下的表象而已,波动性才是最本质的。

  在现代量子力学里,所有的基本粒子都被认为是各自领域的激发形成的,比如说,光子是由电磁场的激发形成的,而电子是由电子场的激发形成的。

  总结就是,一切粒子其实就是波,只能是波,而所谓的粒子只是波的某种表象罢了!返回搜狐,查看更多