物质波,又称德布罗意波,即函数为概率波,它的模方指空间中某点某时刻可能出现的几率密度,其中概率密度的大小受波动规律的支配。
量子力学认为微观粒子没有确定的位置,在不测量时,它同时出现在任何位置,即出现在这里也出现在那里,一旦测量,就得到它的其中一个本征值即观测到的位置。
对其它可观测量亦呈现出一种分布,观测时得到其中一个本征值,物质波于宏观尺度下表现为对几率波函数的期望值,不确定性失效可忽略不计。
物质波(德布罗意波)(matter wave)指物质在空间中某点某时刻可能出现的几率,其中概率的大小受波动规律的支配。比如一个电子,如果是自由电子,那么它的波函数就是行波,即是说它有可能出现在空间中任何一点,每点几率相等。如果被束缚在氢原子里,并且处于基态,那么它出现在空间任何一点都有可能,在波尔半径处几率最大。
物质波的统计解释:波粒二象性是统计性的规律,微观粒子的运动没有确定的轨迹,只能确定它在某一空间位置上出现的几率,物质波与经典的机械波不一样,它是几率波。
德布罗意波长公式
$λ=h/p$ (h:普朗克常量;p:动量。 λ:波长)
$f=ε/h$(h:普朗克常量;ε: 能量。f: 频率)
相关计算
在光具有波粒二象性的启发下,法国物理学家德布罗意(1892~1987)在1924年提出一个假说,指出波粒二象性不只是光子才有,一切微观粒子,包括电子和质子、中子,都有波粒二象性。
他把光子的动量与波长的关系式$p=h/λ$推广到一切微观粒子上,指出:具有质量m 和速度v 的运动粒子也具有波动性,这种波的波长等于普朗克恒量h 跟粒子动量mv 的比,即λ= h/(mv)。这个关系式后来就叫做德布罗意公式。
从德布罗意公式很容易算出运动粒子的波长。
一个实物粒子的能量为E、动量大小为p,跟它们联系的波的频率v和波长λ的关系为
$E=mc^2=hv$
$p=mv=h/λ$
上两式称为德布罗意式。与实物粒子相联系的波称为德布罗意波。
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