从波粒二象性到量子力学

从波粒二象性到量子力学

随着宏观世界研究的深入，微观世界的波动理论和粒子理论也在发展着。

对于光波究竟是波动还是粒子争论了很多年，双缝干涉实验证明了光是一种波，而光电效应实验则证明了光是一种粒子，从而产生了光的波粒二象性原理。

最后由德布罗意提出物质波理论，认为所有的物质都是波，当物体的动量乘以波长小于普朗克常量的时候就会表现出波动特性。

量子理论起源于普朗克的猜想，目的是为了解决无限能量困境。

想象一个普通的火炉，按照传统波动和热力学理论计算，这个火炉的能量是无穷大的，这显然不可能。

后来普朗克提出了量子假说，认为火炉辐射的能量并不连续，而是以“团”为单位的。

波长超过某一值的团不会携带能量，这个值就是后来的普朗克常量，即波的最小能量单元与频率的比例因子。

　　量子理论主要思想：

　　第一，能量以间断形式传播；

　　第二，量子论以概率论为核心；

　　第三，不确定性原理。

在电子双缝干涉实验里，对于电子究竟通过哪条缝一直令人困惑。

而费曼认为，电子实际上同时穿过了两条缝，由此延伸，每一个从发射器到荧屏的电子其实都“同时经历了所有可能路径”，而这就是费曼著名的量子力学“路径求和”方法。

爱因斯坦认为，在某一时刻电子具有确定的位置和速度；而量子力学则证明了，电子永远不可能具有确定的位置和速度。

费曼证明，当考虑比原子大的物体的时候，为每条路径的赋值会保证，所有路径在求和时都会相互抵消，只留下惟一一条路径。

这也是量子力学只适用于微观尺度的原因之一。