關於德布羅意物質波理論的一些疑問

2021-03-04 06:08:14 字數 4941 閱讀 8499

1樓:匿名使用者

量子理論應該是滿足伽利略參考系變換的吧。

第二個問題…… 物質波的都卜勒效應可能極小(猜,應該小於光的),而動量引起的物質波頻率改變會比較明顯。

物質波難以觀測,討論它的都卜勒效應不十分實際……物質波幾乎是個純數學的東西,那玩意的振幅沒有物理意義,頻率也說不太清,按我的理解,是量子物理裡經典物理的殘留(大可不必叫它波……)

2樓:好事的好人

物質波的速度應該與光速同步的,而愛因斯坦認為無論以何為參考系光速是不變的

關於德布羅意物質波的疑問

3樓:匿名使用者

錯在fλ≠v,另外僅有v=c的時候p=mv=h/λ成立。

p=mv中的v是指物質運動的速度,而fλ得出的v是物質波的傳播速度,兩者物理意義不同,也不是同乙個值。

另外量子力學證明物質波以概率波的形式存在(參考電子衍射實驗),僅在對結果進行統計時才有意義,因此在現有理論體系中,物質波的傳播速度沒有實際意義。

4樓:夢語紫晶

這個這個結論是對的呀~

你用的e=mc^2=hf

p=mv=h/λ

這兩個前提已經將v預設為是光速c了

否則不會有mc^2=hf

學了德布羅意波長之後有個疑問

5樓:折肱散人

當然是用機械波了啊,你其實還沒有完全理解德布羅意波是個啥東西,其實說白了德布羅意波是為了解釋粒子的波粒二象性而提出的乙個已被證實了的物理概念,在微觀世界,這個說法很常見;但是巨集觀甚至宇觀世界中,德布羅意波長是乙個小得≈0的量!

其實你可以自己看看,普郎克常量h=6.626×10^(-34)js,而巨集觀物體的質量都是以kg計算的,也就是說巨集觀世界中,物體的德布羅意波長的量級就在10^(-30)~10^(-40)量級,宇觀的天體質量更大,比如常見的太陽質量就有10^(30)kg這個數量級,也就是說宇觀中的物體德布羅意波長趨近於10^(-100)量級,你認為這麼微小的量好有必要去理會它嗎?

事實上也是這樣,如果巨集觀世界裡人的德布羅意波長有10m這個數量級,而不是10^(-36)m這個數量級,那麼人就可以很輕易地學會茅山穿牆術!

穿牆術其實就相當於是波的衍**……

我覺得你該繼續去看看德布羅意波,有興趣的話。《量子力學》要完全吃透,沒有研究生水平,那幾乎是不可能的,甚至可以這麼說,理論物理學的研究生也不過僅僅能稱為是在這方面打了個基礎而已!

6樓:匿名使用者

經典物理中的波長。德布羅意波長數量級都要有-34次方了。

7樓:匿名使用者

機械波是巨集觀波,光波是微觀的,兩者之間沒有聯絡。

一直有個疑問:為什麼德布羅意物質波公式中能量和動量

8樓:匿名使用者

以下是我學量子力學時自己的理解。 德布羅意的貢獻是大是小,我也不知道。他的想象力極其豐富,這是毋庸置疑的。

認為粒子也是波,這有些讓人難以置信。但是,他本人並沒有給出合理的物理解釋,也沒有給出系統的方程。所以我覺得,說白了,他提出這個觀點時,他都不信自己真說對了。

他的推導其實充滿漏洞: 1。e=mc² ~對的 2。

e=hv ~他假設對於一般粒子是對的 3。v=mc²/h ~也應該是對的 關鍵是, p=mc 這是什麼玩意? 你的速度是光速?

開什麼玩笑? 他並沒有解釋這個是什麼東西,注意他要說的是一般粒子具有波粒二象性!不是光子具有波粒二象性!

只有光子的速度才是c! 於是接下來的推導,什麼p=e/c=hv/c=h/λ=hk/2π 都是「詐唬」! 你說我開玩笑。

那量子力學不就全是在扯淡了嗎!其實沒有,雖然德布羅意的推導漏洞百出,但實際上薛丁格是對的。一直到今天我們都不能知道,德布羅意是當時推導時瞎矇亂撞,還是他洞察到了什麼。

所有物理體系的建立都需要乙個基本原理。經典力學是基於牛頓三定律,熱力學是基於熱力學三定律。所以,想要建立起量子力學的大廈,也需要有個基本原理。

薛丁格顯然意識到了這一點,他受到德布羅意波動思想的啟發,覺得也許可以從經典波動中找到靈感。 光學是他第乙個想到的,而光學中存在波動光學和幾何光學,幾何光學是波動光學的極限情況,當光的波長很短時,就變成了幾何光學。 而幾何光學中基本原理是費馬原理,所有學過理論力學和幾何光學的人都知道,費馬原理和理論力學中的莫培督原理極其相似。

而基於莫培督原理可以建立起經典力學。薛丁格顯然也意識到了,他認為經典力學就應該是對應於幾何光學,而量子力學應該是波動光學。這樣還可以解決經典極限的問題。

他借助了光學裡的知識建立了波動方程,其基本原理還是經典力學中的莫培督原理。很多人問薛丁格是怎麼想到令w=h lnψ/2π 的,這是他根據之上的分析猜測的。 所以,薛丁格壓根沒用德布羅意的式子,他只是用了德布羅意的想法:

粒子也是波。

關於物質波的幾個問題

9樓:陽光語言矯正學校

物質波,又稱德布羅意波,即函式為概率波,它指空間中某點某時刻可能出現的機率,其中概率的大小受波動規律的支配。量子力學認為微觀粒子沒有確定的位置,在不測量時,它出現在**都有可能,一旦測量,就得到它的其中乙個本徵值即觀測到的位置。對其它可觀測量亦呈現出一種分布,觀測時得到其中乙個本徵值,物質波於巨集觀尺度下表現為對機率波函式的期望值,不確定性失效可忽略不計。

物質波(德布羅意波)(matter wave)指物質在空間中某點某時刻可能出現的機率,其中概率的大小受波動規律的支配。比如乙個電子,如果是自由電子,那麼它的波函式就是行波,即是說它有可能出現在空間中任何一點,每點機率相等。如果被束縛在氫原子裡,並且處於基態,那麼它出現在空間任何一點都有可能,

合併圖冊

合併圖冊(2張)

在波爾半徑處機率最大。對於你自己也一樣,你也有可能出現在月球上,和你坐在電腦前的機率相比,這是非常非常小的,以至於不可能看到這種情況。這些都是量子力學的基本概念,非常有趣。[1]

也就是說,量子力學認為物質沒有確定的位置,在不測量時,它出現在**都有可能,一旦測量就得到它的其中乙個本徵值即觀測到的位置。對其它可觀測量亦呈現出一種分布,觀測時得到其中乙個本徵值,物質波於巨集觀尺度下表現為對機率波函式的期望值,不確定性失效可忽略不計。

量子力學裡,不對易的力學量,比如位置和動量是不能同時測量的,因此不能得到乙個物體準確的位置和動量 ,位置測量越準 ,動量越不准,這個叫不確定性原理。哲學認為,不可能被觀測的值相當於不存在,因此,根據量子力學,不存在同時擁有準確的動量和位置的粒子。

機械波是週期性的振動在媒質內的傳播,電磁波是週期變化的電磁場的傳播。物質波既不是機械波,也不是電磁波。在德布羅意提出物質波以後,人們曾經對它提出過各種各樣的解釋。

到2023年,德國物理學家玻恩(1882~1970)提出了符合實驗事實的後來為大家公認的統計解釋:物質波在某一地方的強度跟在該處找到它所代表的粒子的機率成正比。按照玻恩的解釋,物質波乃是一種機率波。

德布羅意波的統計解釋粒子在某處鄰近出現的概率與該處波的強度成正比。[2]

粒子觀點

電子密處,概率大。電子疏處,概率小。

波動觀點

電子密處,波強大。電子疏處,波強小。

波強∝振幅平方a2∝粒子密度∝概率。

補充資料

1、物質波的統計解釋:波粒兩象性是統計性的規律,微觀粒子的運動沒有確定的軌跡,只能確定它在某一空間位置上出現的機率,物質波與經典的機械波不一樣,它是機率波。

2、λ=h/p (h:蒲朗克常量;p:動量。 λ:波長)[3]

3、f=ε/h(h:蒲朗克常量;ε: 能量。f: 頻率)[3]

實驗證明

2023年,柯林頓·戴維森與雷斯特·革末在貝爾實驗室將電子射向鎳結晶 ,發現其衍射圖譜和布拉格定律(這原是用於x射線的)**的一樣。在德布羅意假說被接受之前,科學界認為衍射是只會在波發現的性質。

這是量子力學的重要結果。2023年,康普頓證明了光具粒子的性質,而以上實驗就證明了粒子有波的性質,肯定了波粒二象性的學說。物理學家可以使用德布羅意波長,並用波動方程來解釋物質的現象。

[3]後來基本粒子也被證實有波的性質。2023年,富勒烯被測出有波的性質。

在光具有波粒二象性的啟發下,法國物理學家德布羅意(1892~1987)在2023年提出乙個假說,指出波粒二象性不只是光子才有,一切微觀粒子,包括電子和質子、中子,都有波粒二象性。他把光子的動量與波長的關係式p=h/λ推廣到一切微觀粒子上,指出:具有質量m 和速度v 的運動粒子也具有波動性,這種波的波長等於蒲朗克恆量h 跟粒子動量mv 的比,即λ= h/(mv)。

這個關係式後來就叫做德布羅意公式。

從德布羅意公式很容易算出運動粒子的波長。

例如,電子的電荷是1.6×10^-19 庫,質量是0.91×10^-30 千克,經過200 伏電勢差加速的電子獲得的能量e=ue=200×1.

6×10-19 焦=3.2×10-17 焦。這個能量就是電子的動能,即0.

5mv^2=3.2×10^-17 焦,因此v=8.39*10^6 公尺/秒。

於是,按照德布羅意公式這運動電子的波長是λ=h/(mv)=6.63*10^-34/(9.1*10^-31*8.

39*10^6)=8.7×10-11 公尺,或者0.87 埃。

我們看到,這個波長與倫琴射線的波長相仿。前面講過,這樣短的波長,只有用晶體做衍射光柵才能觀察到衍射現象。後來人們的確用這種辦法觀察到了電子的衍射,從而證明了德布羅意假說的正確性。

發現了電子、質子等微觀粒子的波動性以後,對微觀世界的認識統一起來了。不僅原來認為是電磁波的光具有粒子性,而且原來認為是粒子的電子、質子等也具有波動性。當然,應該指出,雖所有的微觀粒子都具有波粒二象性,但光子跟電子、質子等粒子還是有很基本的區別的。

光子沒有靜質量,電子、質子等都有靜質量.光子的運動速度永遠是c,電子、質子等卻可以有低於光速c的各種不同的運動速度。

10樓:匿名使用者

波動性有沒有什麼直觀地表現:電子有單縫衍射、雙縫干涉實驗

振幅何在:量子力學裡的波函式,波函式的模方表示機率幅。德布羅意那會,薛丁格方程還沒出來呢。

這時候物質波難道不該有什麼明顯的體現嗎:問題是動量等於速度乘質量,質量要足夠小,比如電子那麼大。

德布羅意物質波假說中的E hv(頻率)中的E可以看成是實物粒子的動能嗎?如果是,為什麼能推出E mv平方

e h 是光電效應的實驗結果,這個式子說明出光子具有能量,但是光子有動量嗎?即 p 大小 h 對嗎?光電效應沒辦法回答。1923年康普頓效應確認了下面兩個關係對光成立 e h p h 對光子而言,上面兩個式子稱為愛因斯坦關係。1924 德布羅意把上面兩個關係推廣,他提出對任何微觀粒子上面兩個關係都成...

德布羅意波長公式乙個關於德布羅意波長的問題

p h 具有質量m 和速度v 的運動粒子也具有波動性,這種波的波長等於蒲朗克恆量h 跟粒子動量mv 的比,即 h mv 這個關係式後來就叫做德布羅意公式。在光具有波粒二象性的啟發下,法國物理學家德布羅意 1892 1987 在1924年提出乙個假說,指出波粒二象性不只是光子才有,一切微觀粒子,包括電...

關於數學的一些疑問求指教,關於數學的一些疑問求指教

作為過來人,談談個人經歷吧。初中數學和高中數學內容上的必然聯絡倒是沒有,但這並不意味著初中數學對高中就沒用了。高中的很多內容是初中數學的加深,比如二次函式,三角函式等,會衍生出不少內容。初中階段更多的是為高中培養數學基本功,如基本概念,計算能力,解題速度,初步的證明,思考問題的方法等,如樓上諸位說的...