电子衍射

学过各种光学现象后,对于这些光学现象的理解,在物理概念中必须引入光的“波粒二象性”.这种二象性在表示光子的能量和动量的两个公式中表现得特别明显. E=hv(1) P=(hv)/c=h/λ(2) 在(1)、(2)两式中,等号左边表示微粒的性质,即光子的能量E和动量P;等号右边表示波的性质,即频率v和波长λ.这两种性质通过普朗克常数h定量的联系起来.承认光的“波粒二象性”就意味着承认原来认为只有波性的东西(如电磁波),也可以有     

光的粒子性与多普勒频移

从光的粒子性出发,运用狭义相对论中能量和动量的关系式,再根据原子发光过程中能量和动量的守恒定律,分析计算了运动原子和静止原子发射的光子的频率,从而得到了与波动光学中多普勒频移公式完全相同的数学表达式.     

光超导波中正常态声子行为研究:声子对束缚态

考虑了光超导波理论中光声相互作用的高阶项，研究了声子与双光子的相互作用，利用推广的光子库柏对算符，在平均场近似下得出两动量相反的横光学声子可以通过交换虚光子库柏对产生一个有效的吸引力而形成声子对束缚态，其准粒子是由声子和库柏对组成的复合准粒子，讨论了这种情况下的光超导波基态能．     

为什么植物没有进化出吸收绿光的色素?

A:这是植物从经济学角度考虑得出的结果。虽说太阳光是由不同波长光组成的,但是不同光的强度是不一样的。从光粒子性角度讲,就是不同色的光子数量是不同的,当然,这些不同色的光子的能量也是不同的,蓝紫色光子的能量最高,绿色的次之,红色光子的能量最低。所以,能量最     

电磁场的粒子性

从电磁场的麦克斯韦方程组的波动形式出发,求出表征电磁场动量、能量、质量和自旋,以此断定此粒子即光子,进而说明电磁场具有粒子性。     

克尔非线性黑体中光超流态的研究

研究了克尔非线性黑体中一种新的光超流态.研究表明:非线性黑体中具有相反波矢和旋量的裸光子结合成对,未成对的裸光子则转换成一种新的准粒子--非极化激元;光子对系统是一个超流态,而非极化激元系统是一个正常流态.正常流态的光谱能量密度和辐射压强都比普通黑体大并且随温度单调增加.在理论上证明了克尔非线性黑体中光超流态的存在并给出了测量这种光超流态的方法.     

液相纳米微粒体系的颜色与共振吸收和共振散射的关系

物质的颜色与吸收、散射及光子与电子的相互作用有关.电子和光子虽然是截然不同的实体,它们分别服从不同的统计分布规律,电子具有质量并带有电荷,而光子的静质量为零并且是电中性的等等,但是它们都是具有能量和动量的"粒子",都可以与其他物质相互作用而交换其能量和动量,它们之间存在着一定的相似性[1,2],因此二者可发生共振.     

半绝缘GaAs光电导天线辐射THz电磁波展宽特性分析

介绍了自洽式多粒子蒙特卡罗方法模拟半绝缘GaAs光电导天线辐射THz电磁时域波形。模型中采用光能、脉宽可调飞秒激光器作为触发光源,模拟的THz电磁波形与实验基本吻合。通过载流子在光电导体内的动态输运特性,分析了辐射THz电磁波场比触发光脉冲展宽的物理机制在于:光生载流子在外电场作用下,从初始状态到速度达到稳态要经历一个动量和能量弛豫过程,而正是由于载流子动量和能量的弛豫过程导致光电导天线辐射的太赫兹波展宽。高光能、低偏置电场下,空间电荷电场是造成光电导天线辐射的THz波呈现双极性的主要原因。     

量子力学是描述微观粒子客观规律的科学——批判海森堡的“主客观原则上不可分论”

十九世纪末二十世纪初,社会生产的发展促进了对物质微观结构的深入研究,而科学技术的新成就又为这种研究提供了有力的武器。微观世界的秘密一个接一个地被揭露了:曾被认为是波的光,在辐射能的不连续性、光电效应和康普顿散射实验中,仿佛是由具有确定能量和动量的间断粒子组成的;而曾被认为是粒子的电子又表明它在通过狭缝时,也     

光电效应与康普顿效应的异同

光电效应和康普顿效应是光的粒子性最好证明。在两种现象中都包含了光子和运动速度远小于光速的电子的相互作用。光子能量和电子所受束缚能量相差不大时,主要是出现光电效应;光子能量大大超过电子所受的束缚能量时,主要出现的是康普顿效应。     

大分子的波粒二象性实验

量子物理中最神秘的现象之一就是波粒二象性,每个量子物体都同时具有波和粒子的特性。双缝实验是展示这个现象的最经典手段。粒子（光子、电子等）流通过两条狭缝射向探测器,每一个单独的粒子都可以被探测器独立检测到,而大量粒子则能像波一样产生干涉条纹。     

德布罗乙关系式

1900年,普朗克为了解释黑体辐射能谱分布,提出量子论:辐射的最小能量E=hv=(?),其中v 为辐射频率,h 为普朗克常数,(?)=(h/2π)。爱因斯坦于1905年创立狭义相对论,1906年,为了解释光电效应提出光量子。光不但具有波动性,也具有微粒性,表征光子微粒性的物理量E(能量),(?)(动量)和表征光子波动性的物理量v(频率),λ(波长)为下列关系式所联系:     

γ射线康普顿轮廓分析装置的建立和电子动量分布的初步测量

在γ射线非相干散射中,由于散射体原子中电子的运动,散线光子的能量将产生多普勒展宽.这种展宽的谱线轮廓,即康普顿轮廓(Compton Profile),包含了散射体原子中电子动量分布的信息.假设k_1和k_2分别为入射光子和散射光子的波矢,E_(y1)和E_(y2)分别为入射光子和散射光子的能量,p 为散射电子在碰撞前的动量,并且取散射矢量k=k_1-k_2的方向为z 轴方向,则根据能量守恒定律(假设电子碰撞前后所处的势能相同),可得     

使自由空间中光速变慢的研究进展

1905年Einstein发表了著名的狭义相对论( SR)文章,其中说光在真空中总以不变的速度传播。然而这个光速不变性原理一直缺乏可靠的实验证明,近年来的一些研究成果倒像是证伪了这一原理。例如,美国Maryland大学的物理学家James Franson于2014年6月发表论文引起物理界的广泛关注,文章宣称已可证明光速比过去所认为的值要慢。他的论据来源于对1987年超新星SN1987A的观测,当时在地球上检测到由爆发而来的光子和中微子,而光子比中微子晚到4.7h,过去对此现象人们只作了模糊的解释。 Franson认为这可能是由光子的真空极化造成的———光子分开为一个正电子和一个电子,在很短时间内又重组为光子。在引力势作用下,重组时粒子能量有微小改变,使速度变慢。粒子在飞经168000光年的过程中(从SN1987A到地球),这种不断发生的分合将造成光子晚到4.7h。另一个例子是,2015年1月英国Glasgow大学的Padgett研究组做到了使光的运行比真空中光速( c)要慢。他们使光子经过一个专用的散射结构物,波形被改变,从而速度变慢。令人惊奇的是,光子出来后(即回到自由空间)仍以减慢了的速度行进。Franson理论和Padgett小组实验损坏了真空中光速的恒值性,使c成为“不恒定的常数”,或“不常的常数”。这种情况妨害了SR理论及现行米定义的理论基础。另外,本文比较了1993年的SKC实验和2015年的空间结构化光子实验,前者以量子隧穿和消失波为基础,后者则改变光束的横向空间结构。二者都使用相关光子对,结果都显示光子群速的变化。如今或许可以终结关于光速不变原理的讨论。……在现代物理学中波粒二象性仍是难题,但新近研究对此有新的理解,与互补原理不同;故更宜于用波理论解释粒子实验。在Padgett小组实验中,无论Bessel波束或Gauss波束光子群速均减小,表现为在1m的实验距离上迟到若干微米。……最后,本文指出近年来的光速研究为波科学带来丰富体验,为理论思维造成新机会。     

光子轨道角动量与甲砜霉素和C_32卡马西平相互作用的光谱特性实验研究

光子动量和角动量与物质相互作用后具有不同的光谱特性,本文分别用光子的动量和角动量与甲砜霉素和C32卡马西平相互作用进行了实验研究,得到细微不同的光谱特性,这对用光谱学方法快速检测水质及液体,空气污染等提供有效快速的实验方法和技术手段.     

科学家同时观察到光的波粒二象性

关于光是粒子还是波的争论由来已久，甚至可以追溯到科学最初萌芽的时候。牛顿提出了光的粒子理论，而麦克斯韦的电磁学理论认为光是一种波。到了1905年，爱因斯坦提出光是由称为“光子”的粒子组成，借此解释了光电效应。光电效应的发现对物理学影响深远，并为后来量子力学的发展作出了重大贡献。     

量子计算机与量子物理（3）

2．11EPR实验[24]与EPR对在爱因斯坦与玻尔这两个科学伟人的世纪之争中，1935年，爱因斯坦、波多尔斯基（Podolsky）和罗孙（Rosen）提出一个思想实验。假设，一个单一的稳定粒子炸裂成两个相等的碎片A和B。根据海森伯不确定性原理，我们不能同时确定一个碎片的动量和位置。但是，由于动量守恒，测得A的动量就知道B的动量；由于对称性，测得A的位置就知道B的位置。如果这两个碎片高得很远，就存在“超距相关性”或“非定域相关性”。这个思想实验被称为EPR实验。后来，人们利用角动量为零的粒子衰变为两个光子A和B，它们必定具有相…     

逸出功新议

爱因斯坦认为,光束具有内部结构,它是由一粒一粒以恒速运动的光子流,光照射在金属上可能将金属中的电子照出.著名的光电效应方程hv=1/2mv~2+W (1)揭示出单个光子击出单个光电子的一次作用机制,体现出光具有粒子性这一伟大思想.但是,长期以来,人们对方程(1)中的逸出功W没有深入研究.通常所说的逸出功就是最早击出的电子刚好脱离出金属表面而做的功,此功由入射光中     

高能核-核碰撞中喷注淬火效应增强与直接光子各项异性的研究

通过计算给出了在LHC能区非对心核一核碰撞中由椭圆流v_2表示的高横动量直接光子的方位角不对称性.该高横动量光子是由喷注与热密介质相互作用而辐射出来的.光子椭圆流与强子椭圆流v_2相差π/2的相位,是直接光子椭圆流中负值的来源.同时,计算表明LHC能区直接光子v_2随粒子横动量p_T的变化趋势与RHIC上的实验结果一致,但LHC能区较RHIC能区直接光子流v_2值更小,且v_2值由负到正对应的转换p_T值更高.这表明在LHC能区喷注淬火效应更为明显,表面发射的直接光子对光子椭圆流的贡献份额增强.     

质量非零粒子及一般粒子推导薛定谔方程

尝试从静止质量非零的粒子和一般的物质粒子出发,用不同的方式推出薛定谔方程.通过把经典场中的光子推广到静止质量非零的粒子,简单使用与非相对论粒子一致的近似物代替,以及引用电磁波方程阐述薛定谔方程的推导过程.把平面波方程推广到物质波,把动量换成动量算符,能量换成能量算符,利用能量守恒定律,同样也可以得到薛定谔方程.