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德布罗意波的统计解释

时间:2023-02-14 理论教育 版权反馈
【摘要】:通过实验证实了实物粒子具有波动性的假设,但是波和粒子在经典物理学中是两个完全对立的物理概念,很难把它们统一到同一个客体上去。这些分析表明,这个与实物粒子相联系的德布罗意波是一种概率波,波的强度反映了空间某处发现粒子的可能性(或概率)的大小。玻恩的统计解释很快被大多数人所认可,它深化了人们对微观粒子波粒二象性的认识。其后的无数实验事实证明,统计性是微观物理现象的本质特征。

通过实验证实了实物粒子具有波动性的假设,但是波和粒子在经典物理学中是两个完全对立的物理概念,很难把它们统一到同一个客体上去。在当时,这个问题使许多物理学家感到困惑,提出了各种各样的猜想,试图把这两个对立的概念统一起来,但结果总是不能使人满意。

1926年,德国物理学家玻恩提出了德布罗意波的统计解释,以协调粒子和波的矛盾。

对比光和实物粒子的衍射图像,可以看出实物粒子的波动性和粒子性之间的联系。对于光的衍射图样,按照统计学的观点,光强的地方,光子到达的概率大;光弱的地方,光子到达的概率小。玻恩用同样的观点来分析戴维逊-革末的电子衍射图样。从粒子的观点来看,衍射条纹表明电子在屏幕上各处出现的概率不同。电子流出现峰值(或衍射图样出现亮条纹)处电子出现的概率大;而不是峰值处,电子出现的概率小。从波动的观点来看,电子出现概率大的地方表示波的强度大,电子出现概率小的地方表示波的强度小。这些分析表明,这个与实物粒子相联系的德布罗意波是一种概率波,波的强度反映了空间某处发现粒子的可能性(或概率)的大小。

玻恩的统计解释很快被大多数人所认可,它深化了人们对微观粒子波粒二象性的认识。其后的无数实验事实证明,统计性是微观物理现象的本质特征。

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