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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 材料区 » 功能材料 » 光学材料 » 【求助】光的波粒二象性
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木虫 (正式写手)
★ ★
hxj2009(金币+2,VIP+0): 12-17 20:59
光有时表现出粒子性，比如黑体辐射、光电效应（能量是以能量子hv的倍数吸收或者发射）、康普顿效应（与核外电子的碰撞导致能量损耗，频率降低）；有时表现出波动性，如X光在晶体上衍射。因此描述微观粒子如光子、电子必须用波粒二象性来描述。这是量子物理的基本规律之一。
对于德布罗意给出的方程：
E=hv
p=h/lamda
等式左边是经典物理中描述粒子的物理量，右边v与lamda是经典物理中描述波动的量。德布罗意将粒子性与波动性用等式联系在一起。
一般来说，光子的波长越长，越在大多数场合表现出波动性，如红外光表现干涉衍射更容易；波长越短越大多表现出粒子性，如X射线、伽马光子穿透性强。光与物质相互作用时，大多表现出粒子性，如物体发光或吸收，以能量子为倍数；光在传输过程中，不与物质内部发生相互作用，大多表现出波动性，如双缝干涉、单缝衍射、X射线衍射等。
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11楼2009-12-17 11:28:22
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pansy2008

新虫 (小有名气)
★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
hxj2009(金币+1,VIP+0): 12-17 20:59
GrasaVampiro(金币+10,VIP+0):right 12-17 17:43
只是光的属性的两个方面，波性体现在传播上，粒子性体现在能量交换上，统一性的说法是波理解为概率幅
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12楼2009-12-17 20:52:22
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hxj2009

银虫 (初入文坛)
量子力学讲了一个实验，电子在发生衍射时，由于电子投射到照片上的几率不同，投射到照片上的电子数多少也不一样，但最终的衍射图样和光衍射一样。在这里，它用粒子性解释了电子的衍射。由于波的强度与离子的几率成比例，粒子数多的地方波的强度大，粒子数少的地方波的强度小。在这里如何看待i电子的波动性呢？
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13楼2009-12-17 21:16:16
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Sduwl

银虫 (小有名气)
绳波是机械波，光波是电磁波
引用回帖:
Originally posted by hxj2009 at 2009-12-16 22:15:
以绳波为例，绳波上的每一点就是绳子上点。请问,那么光波上的每一点是甚么呢？

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14楼2009-12-18 07:34:50
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Sduwl

银虫 (小有名气)
呵呵
引用回帖:
Originally posted by GrasaVampiro at 2009-12-17 05:40:
楼主自己的理解呢？自己看的书不够，自己都没想过，你来问最终的结果是更莫衷一是，因为至少90%的理工科学生都说自己懂波粒二象性，可事实上这90%的至少90%只懂滥用波粒二象性，楼主你的得到基本正确答案的几率是 ...

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15楼2009-12-18 07:36:39
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opt-comm

木虫 (正式写手)
★
hxj2009(金币+1,VIP+0):谢谢 12-18 20:44
引用回帖:
Originally posted by GrasaVampiro at 2009-12-17 05:40:
楼主自己的理解呢？自己看的书不够，自己都没想过，你来问最终的结果是更莫衷一是，因为至少90%的理工科学生都说自己懂波粒二象性，可事实上这90%的至少90%只懂滥用波粒二象性，楼主你的得到基本正确答案的几率是 ...

不要苛求。本来量子力学的哲学就很难理解，波粒二象性、几率波等都有争论。爱因斯坦就极力反对哥本哈根派对量子力学的解释，并用许多理想实验来诘问玻尔等人。对于我们普通人，也许专业与量子力学无关，但是也想了解一下。将自己的体会表达出来，或者询问别人请教一下。这有几大好处：（1）带动了本版的活跃度；（2）让大家都关注了这一量子力学的根本问题；（3）自己更深地理解了；（4）别人也根深地理解了；（5）大家都提高了。
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16楼2009-12-18 16:06:55
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southrain703

木虫 (著名写手)
★
hxj2009(金币+1,VIP+0):非常感谢 12-18 20:33
微观粒子的波粒二象性只是一个建立在经典基础上的易于理解的名词，便于初学者学习。但微观粒子这两方面属性及其相关的物理图像是不能机械地靠波动性+粒子性来理解的。可以看一下张永德老师的讲义。
还有一个不错的动画
http://v.youku.com/v_show/id_XMTIyODA3NDE2.html
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17楼2009-12-18 17:05:31
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211031947

金虫 (小有名气)
引用回帖:
Originally posted by cosine at 2009-12-17 10:16:

这个是错误的，绳波是机械波，光波是电磁波，电磁波的特点是，它本身就是能量存在的形式，其传播不需要借助任何媒质。若非要做类比，那么一束简单的平面光波的传播空间上任意一点在与传播方向垂直的方向上随时间 ...

请教一下在考虑光的传播过程中，应如何同时描述它的波动性和不确定性，是按电磁波传播的同时，在一定位置上坐标不确定，或是其它？
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做人要低调。
18楼2009-12-18 17:55:06
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走向明天

铁虫 (初入文坛)
光的两种性质就是波动性和粒子性啊
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19楼2009-12-18 18:39:29
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木虫 (正式写手)
引用回帖:
Originally posted by 走向明天 at 2009-12-18 18:39:
光的两种性质就是波动性和粒子性啊

在不同的角度描述光，其性质是这种描述为基础的。经典的光看成是电磁波。作为波动，必然有干涉与衍射特性。作为电磁波，它是横波，因此有偏振特性。在量子力学角度看，它既具有波动性，又具有粒子性。在相对论角度看，光子静止质量为零，属于波色子，自旋为h/(2pi)、0、-h/(2pi)。等等。
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20楼2009-12-18 22:17:15
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