就波粒二象性问题与刘朝阳先生商榷

刘朝阳先生在“光的本质问题”和“量子力学中的一些根本问题”二文中,认为“基本粒子没有波粒二象性”,并对此等问题提出了一系列的看法。我们觉得有必要提出我们的一些看法,和刘朝阳先生讨论。一、刘朝阳先生文章中的主要结论刘先生的文章主要是从否认光的波粒二象性出发,进而否定一切微观粒子的波粒二象性。他的主要结论如下:1.他认为“在经典力学里波浪只是粒子的一种运动状态,一个粒子可以作直线或其它非周期的运动,亦可作周期运动,许多粒子可以分作直线或其它非周期的运动,亦可合成一种周期的波浪运动,故波浪运动乃是粒子运动的一种,不能同粒子互相排斥而互相对立”。因此他认为“当初牛顿的粒子观和惠更斯的波动观之间的争论不是“粒子和波浪对立性的争     

实物粒子的波粒二象性

本文分三个部分讨论了实物粒子波粒二象性的意义。一是实验验证，二是哥本哈根解释，最后是现代的流行观点。当然也有争论，依旧在发展之中。     

用光的干涉现象谈光的本性

对于光的本性的认识,几个世纪以来始终存在着激烈的争论,光的波粒二象性是两种学说相互妥协的结果。在解释一些现象如干涉和衍射时,人们就用波动说去解释,而对另一些现象如光电效应就用微粒学说去说明。这种既是微粒又是波的存在,从观念上确实叫人们不容易接受,其原因是到现在为止还没有一种理论能很好地把波动和微粒统一在一个模式下。本文正是从这样一种出发点来探讨光的本性。     

光子到底有多重？

即使是小孩子，也知道不能称出光线的质量。然而，这种看法也不是一成不变的?物理学家已经给出一种解释来说明他们现在完伞不同于过去的一种直觉上的观点，即宇宙大爆炸后1s的那一瞬间，光本身也具有质量。     

光的“微粒说”与“波动说”之争

人类对光的研究起源很早.但对光本质的认识经历了一个漫长的过程.光究竟是粒子还是波?从17世纪开始至20世纪初."微粒说"与"波动说"两大理论.展开了激烈的争论.最终以光的波粒二象性而告终.正是这场争论,推动了科学的发展,并导致了20世纪物理学的重大成就--量子力学的诞生.     

对微观客体本性的探讨

用光束就是光子流的观点不能够解释光的干涉,用电子束就是电子流的观点也不能解释电子的干涉,唯有用微观粒子的几率幅能够圆满地解释其干涉.因而,干涉可以理解为是两个几率幅之间的干涉.所以,从干涉实验来看,量子理论的最基本的概念,或者说,微观粒子的本性,应当是几率幅,而不是波粒二象性.     

塞曼效应中光的波粒二象性

引言 光具有波粒二象性,这是已为人们所知的事实。在光的干涉、衍射实验中充分地证明了它的波动性,而光的偏振则又进一步地证明了光是一种横波。至于光的粒子性,则由著名的光电效应和康普顿效应给予了证明,由前者可知,光子能量ε=hv,后者进而可知光子具有动量,其值为P=h/λ。能量和动量是实物粒子的特征物理量。 然而,上述都只单独地证明了光的某一个特性,波或者粒子。虽然光子的能量和动量的表达式把波的特征量(频率和波长)联系起来,但毕竟只体现了光的粒子性一面,在塞曼效应实验中,通过分析可看出,对光的这两种特性都可同时获得解释。     

科学家首次拍摄到同时以波和粒子形式存在的光线照片

<正>据国外媒体报道,瑞士联邦理工学院的科学家首次拍摄到同时以波和粒子形式存在的光线照片,证明了爱因斯坦的理论,即光线这种电磁辐射同时表现出波和粒子的特性。"光线同时具有波粒二象性"是现代科学界最令人难以捉摸的观点之一。1905年,爱因斯坦率先描述光线的这种双重状态,试图依此解释光线表现出的一些明显矛盾的行为。但一直以来,科学家从未观察到光线同时以这两种状态存在。     

“第三种波粒二象性”的揭示及其“波粒二象关系式”与“巨光子炮”

基于"经典电磁场按光子对应分解"而揭示了与爱因斯坦、德布罗意分别于1905、1923年揭示的"光的波粒二象性"、"实物粒子的波粒二象性"相并列的"第三种波粒二象性"并把这"三种波粒二象性"和谐地统一起来,进而揭示了微观客体的"π型三重波粒二象性";接着,通过对"π型三重波粒二象性"的数学抽象而得到了"波粒二象关系式",给出了"波"与"粒子"关系的数学表达并介绍了反导武器"巨光子炮"的工作原理;最后,还对"三种波粒二象性"的和谐统一理论进行了初步验证与展望。     

感谢普朗克——他从普通电灯泡里发现大学问

100年前的12月,一个电灯泡忽然引起了一位物理学家兴趣——是什么使灯光发出黄色的光呢?黄色说明灯泡发出的大都是可见频率的光线,但传统物理学却说,加热的物体发出的光线大部分是短波,也就是不可见的光。就这一令人困惑的现象,即黑体辐射问题,马克斯·普朗克在1900年12月14日柏林德国物理学研究会上发表演讲阐述了自己的观点。也就是在那个时候,世界各国的物理学家才真正开始思考这个问题。因为要解开这一困惑,普朗克创立了量子理论学说。     

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     

挑战能量守恒定律的玻尔

能量守恒定律是目前已知的、自然界中最基本的守恒律之一,最初是由德国物理学家尤利乌斯·罗伯特·冯·迈尔(Julius Robert von Mayer)于1841年提出来的。能量守恒定律也叫热力学第一定律,其广为人知的一种表述是"能量既不能自生也不能自灭"。作为现代物理学的基石之一,能量守恒定律几乎是神圣不可侵犯的。但是也有一些科学家曾试图颠覆这条铁律,其中最著名的代表人物就是量子论的创始人之一、丹麦物理学家尼尔斯·玻尔(Niels Bohr)。20世纪初期是量子论和量子力学先后诞生的非凡时期,当时有好几个重要的科学问题困扰着物理学家们,其中之一就是光和电磁辐射的波粒二象性问题。一方面,光在双缝干涉实验中体现了它的波动性;另一方面,光在光电效应实验中表现     

中国科大研究成果重新定义波粒二象性概念

正本刊讯记者从中国科学技术大学郭光灿院士领导的中科院量子信息重点实验室获悉,该实验室李传锋研究组首次实现了量子惠勒延迟选择实验,制备出了光的波-粒叠加状态。研究成果作为封面文章发表在9月份的《自然-光子学》上。现在对光的理解可归结为玻尔的互补原理,即光具有波粒二象性,波动性和粒子性这两种属性既对立又互补,一个实验中具     

光子精灵漫游记

<正>人类对光的理解以及基于光的科学技术的应用,在近几个世纪以来取得了极大的进步,有力地推动了科学的发展和人类对整个世界的认知。在第68届联合国大会的提议下,将2015年称为“光和光基技术国际年”。光到底是一种波还是一种粒子?这个问题的答案是“光具有波粒二象性”,虽然它在今天看起来很简单,但科学家们为得出这个共识,却经历了无数的唇枪舌战。也许是探寻光学之路上曾有过太多的科学伟人(如斯涅耳、费马、格里马蒂、牛顿、托马斯杨、菲涅耳、麦克斯韦、赫兹、普朗克、爱因斯坦等),难     

论微观物体的动力学

矩阵力学与波动力学是量子力学中最基本的理论.利用这两种理论之间的等价性,把它们有机结合起来,寻找微观粒子的动力学方程.详细推导了氢原子中电子的动力学方程,同时给出了谐振子模型中的动力学方程.通过动力学方程详细考察了微观粒子的运动行为,发现它与宏观粒子的行为有很大不同,但过渡到宏观时又与经典力学一致.最后,运用动力学方程及有关基本原理解释波粒二象性、干涉与衍射现象以及电子扫描隧道显微镜的工作原理.     

关于“最初生命”的访谈录2：探索生命的起源有可能产生新的科学

大家知道，薛定谔是量子论的创始人之一，他曾经写过一本书，书名为《生命是什么》。书中根据物理学的原理来解释生命这种神秘现象。那以后，陆续有不少理论物理学家也在思考生命起源的问题。戴森博士可以说是现代的薛定谔。在这个访谈录中，戴森博士介绍了他独自提出的一种生命起源理论，即“生命二次生成论”。[编者按]     

关于光与物质相互作用的相关概念的探析

详细分析了光电效应与光伏效应的异同,光电效应与康普顿效应在微观本质上的差异,阐述了光的波粒二象性的物理本质,给出了相关物理概念的正确解释.     

波粒二象性是对立统一的——驳玻尔的“互补原理”

纵观自然科学的发展,人类在由近及远向宏观世界进军的同时,又由浅入深,向微观世界逾跃。在微观世界中,人类最早碰到的问题之一是:光究竟是一种什么东西?十九世纪七十年代,人们认识到光是一种电磁波,这一理论圆满地解释了光的衍射,干涉和偏振等现象。     

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。     

对光的本性的讨论

通过对光的本性的认识过程的讨论,深化对光的粒子性、波动性的理解,形成准确的波粒二象性的认识。