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波粒子二元性据/S.T.rong>是宇宙中的基本对象如宇宙中的事实据a href="//www.parkandroid.com/wiki/photon/?wiki_title=photons" class="wiki_link new" title="光子GydF4y2Ba" target="_blank" rel="nofollow">光子据/a>要么据a href="//www.parkandroid.com/wiki/electron/" class="wiki_link" title="电子GydF4y2Ba" target="_blank">电子据/a>似乎根据实验表现出波浪或粒子的方面。据/P.>据P.>在二十世纪的初,光被广泛被认为是波浪,而物质被理解为由原子组成,本身由亚杀菌颗粒组成。但是,随着发展的发展据a href="//www.parkandroid.com/wiki/quantum-mechanics/" class="wiki_link" title="量子力学GydF4y2Ba" target="_blank">量子力学据/a>涉及颗粒的实验表明,它们必须具有一些波象质量,同时用轻的实验表明,它必须具备某些粒子象质量。这些明显的矛盾量子力学的理论框架内说明。据/P.>据/D.iv>
颗粒日期组成物质的概念。回到希腊人,谁是第一个想到的原子,但他们不知道它们的组成部分的任何东西。直到19世纪后期做了单个粒子的任何理解都有关,与J·J汤姆逊据S.T.rong>葡萄干布丁模型据/S.T.rong>由单独负颗粒的原子作为中性复合物或据S.T.rong>电子据/S.T.rong>嵌入在一大堆的正电荷中。据/P.>据P.>这是由汤姆森的阴极射线管实验的推动,其中他表明可以在真空中携带游离电荷。因此,他提出了作为携带电子电荷的颗粒的电子的存在,并且在1904年之后短暂地设计了李子布丁模型以考虑原子的化学性质。据/P.>据P.>据S.P.an class="image-caption right">
不久后,在1911年,卢瑟福通过颠覆这种模式他据S.T.rong>金箔实验据/S.T.rong>其通过轰击的薄金箔用α粒子建立的核的存在。因而原子被理解为包括正的和负的粒子,但粒子仍然。据/P.>据P.>随着发现据a href="//www.parkandroid.com/wiki/quantum-mechanics/" class="wiki_link" title="量子力学GydF4y2Ba" target="_blank">量子力学据/a>经由的发射线的量化据a href="//www.parkandroid.com/wiki/hydrogen-atom/" class="wiki_link" title="氢原子GydF4y2Ba" target="_blank">氢原子据/a>,Bohr更新了Rutherford的模型,使电子以单位为单位的整体角动量轨道据S.P.an class="katex"> ℏ据/S.P.an>。因此,包括所有物质的周期表中的所有元件由其组成电子的能量排序。据/P.>据P.>纵观所有在几个世纪来,这个科学探究的,假设和实验合理,基本上一切都在一个足够小的水平由粒子组成的,光外(见下文)。整个19世纪的科学调查已经把光坚实的地面上如波浪。在二十世纪早期,然而,一些巧妙的实验似乎无法解释没有灯也取了颗粒性质:据/P.>据P.>的光参展粒子质量的观测来作为量子力学的出现的结果,与普朗克解决据S.T.rong>黑体辐射问题据/S.T.rong>在1900当处于热平衡,任何物理对象(“黑体”)连续地发射电磁辐射到其环境中。如果这种辐射的频谱是连续的,包含在该辐射能量将是无限的,所谓的据S.T.rong>紫外线灾难据/S.T.rong>。据/P.>据P.>这样做的原因分歧是经典统计力学假设每一个经典电磁模式具有相同的能量,决定由温度。普朗克解决这个问题是假设辐射量据S.T.rong>量化据/S.T.rong>在具有能量的离散数据包中据S.P.an class="katex"> E.据/S.P.an>=据/S.P.an>H据/S.P.an>ν据/S.P.an>和据S.P.an class="katex"> ν据/S.P.an>辐射频率和据S.P.an class="katex"> H据/S.P.an>一些常数。Einstein后来将该结果解释为光的粒子性质的演示,因为光能到离散数据包的量化表明每个分组是光粒子或据S.T.rong>光子据/S.T.rong>。据/P.>据P.>据S.P.an class="image-caption center">
普朗克几年之后,不同的实验爱因斯坦的解释,据S.T.rong>光电效果据/S.T.rong>,将进一步证实这一索赔。光电效应是指高频光导致金属电子的发射,无论光的强度如何低。将光作为量化分组或光子和使用据S.P.an class="katex"> E.据/S.P.an>=据/S.P.an>H据/S.P.an>ν据/S.P.an>解释了这种效果,因为光的强度只会指定光子的数量,而不是它们的能量。因此,高能量的少量光子仍然会导致电子发射。据/P.>据P.>据S.P.an class="image-caption center">
不久后光的二十世纪示范颗粒方面的实验是极具震撼因光而在科学界根深蒂固了几个世纪的波的性质。原因光是普遍接受为当时的一个浪潮开始与光学百年前的巨大成功。描述的光作为波其光线弯曲状玻璃透镜媒体是用于再现正确的实验行为极为有用。据/P.>据P.>在二十世纪之交,轻微的双层自然的进一步证据来自年轻的双缝实验。据/P.>据P.>据S.P.an class="image-caption center">
在该实验中,在其上具有两个窄狭缝的屏障上的光线照射在屏障后面的屏幕上的干涉图案,因为它衍射穿过狭缝。这是似乎无法多倍的证据,即光是波浪,因为这种行为看起来从粒子观点似乎是IrreoRogibe。据/P.>据P.>从理论的角度来看,麦克斯韦把光的波浪性质上在十九世纪扎实的数学基础,他联合执政的电场和磁场,产生两个方程的公式:据/P.>据P.>据S.P.an class="katex-display"> C据/S.P.an>2据/S.P.an>1据/S.P.an>∂据/S.P.an>T.据/S.P.an>2据/S.P.an>∂据/S.P.an>2据/S.P.an>E.据/S.P.an>=据/S.P.an>∂据/S.P.an>X据/S.P.an>2据/S.P.an>∂据/S.P.an>2据/S.P.an>E.据/S.P.an>那据/S.P.an>C据/S.P.an>2据/S.P.an>1据/S.P.an>∂据/S.P.an>T.据/S.P.an>2据/S.P.an>∂据/S.P.an>2据/S.P.an>B.据/S.P.an>=据/S.P.an>∂据/S.P.an>X据/S.P.an>2据/S.P.an>∂据/S.P.an>2据/S.P.an>B.据/S.P.an>那据/S.P.an>
即据a href="//www.parkandroid.com/wiki/wave-equation/" class="wiki_link" title="波浪方程GydF4y2Ba" target="_blank">波浪方程据/a>在每个电场和磁场中。Maxwell因此建立了光作为电磁波,因为恒定据S.P.an class="katex"> C据/S.P.an>=据/S.P.an>μ.据/S.P.an>0.据/S.P.an>ε.据/S.P.an>0.据/S.P.an> 1据/S.P.an>在上面的等式中,在数字上是真空的光速。据/P.>据P.>据/P.>据D.iv class="problem-modal-container anchor" id="problem-the-wave-picture" data-controller="app/solvables:wikiModalProblem">
作为二十世纪初开发的量子力学的新生领域,它将统一对光的透明的统一,证据表明物质和光由颗粒组成。此外,发展理论将激发实验,表明物质也表现出来的波动趋势。据/P.>据P.>如上所述,光线粒子和波浪行为的统一是由二十世纪初的实验证明:多个光学和电磁效果是光的,而黑色的问题和光电效果支持光子的存在。当De Broglie制定了他的关系据/P.>据P.>据S.P.an class="katex-display"> λ.据/S.P.an>=据/S.P.an>P.据/S.P.an>H据/S.P.an>。据/S.P.an>
这一关系表明物质颗粒据S.P.an class="katex"> P.据/S.P.an>可以同样好地描述为波长的波据S.P.an class="katex"> λ.据/S.P.an>与比例常数据S.P.an class="katex"> H据/S.P.an>等于Planck的常数。该等式由光的相应方程式激励:据/P.>据P.>据S.P.an class="katex-display"> E.据/S.P.an>=据/S.P.an>λ.据/S.P.an>H据/S.P.an>C据/S.P.an>那据/S.P.an>
注意到这一点据S.P.an class="katex"> E.据/S.P.an>=据/S.P.an>P.据/S.P.an>C据/S.P.an>光明。观察光的光粒子二元性,De Broglie建议,重要的是遵守同样的关系。该假设在接下来的几年内通过使用电子进行干扰和衍射实验进行了实验证明:据/P.>据P.>据S.P.an class="image-caption center">
对于非相对论的颗粒,以下哪项在DE Broglie波长之间提供正确的关系据S.P.an class="katex"> λ.据/S.P.an>D.据/S.P.an>B.据/S.P.an>和康普顿波长据S.P.an class="katex"> λ.据/S.P.an>C据/S.P.an>=据/S.P.an>m据/S.P.an>C据/S.P.an>H据/S.P.an>,这也是量子力学中的有用波长?据/P.>据/D.iv>
计算大规模粒子的De Broglie波长据S.P.an class="katex"> 1据/S.P.an>G据/S.P.an>在旅行据S.P.an class="katex"> 1据/S.P.an>m据/S.P.an>/据/S.P.an>S.据/S.P.an>。据/P.>据/D.iv>
即使在同一时间发射之一,在实验中进行更晚在二十世纪,人们发现在干涉和衍射实验电子相同的结果由波动力学的预测。近几十年来物质的波粒二象性已被证实为更大的物体,如布基球,这是据S.P.an class="katex"> C据/S.P.an>6.据/S.P.an>0.据/S.P.an>同素异形体。据/P.>据P.>基于De Broglie假设,Heisenberg注意到大型动量的粒子应该具有小波长,反之亦然。他建议精确地测量粒子的位置,因此需要高能光子测量,在测量时大大扰乱动量,反之亦然。事实上,这种“测量效果”而真实,不是全面的问题。事实上,粒子本身没有明确的位置或动量,而是遵守他们的统计分布据a href="//www.parkandroid.com/wiki/wavefunctions-and-measurement/" class="wiki_link" title="波轴事件GydF4y2Ba" target="_blank">波轴事件据/a>在测量时崩溃到单个值。这些测量有不确定性,遵守据a href="//www.parkandroid.com/wiki/heisenberg-uncertainty-principle/" class="wiki_link" title="海森伯格不确定性原则GydF4y2Ba" target="_blank">海森伯格不确定性原则据/a>:据/P.>据P.>据S.P.an class="katex-display"> σ.据/S.P.an>X据/S.P.an>σ.据/S.P.an>P.据/S.P.an>≥据/S.P.an>2据/S.P.an>ℏ据/S.P.an>。据/S.P.an>
也就是说,如果位置不确定性很小,则势头不确定性很大,反之亦然。据/P.>据P.>Schrödinger促进了这种挥舞功能的形式主义,他们设计了一个波浪状据a href="//www.parkandroid.com/wiki/schrodinger-equation/" class="wiki_link" title="方程GydF4y2Ba" target="_blank">方程据/a>管理它的动态。在量子力学中,任何颗粒(光或物质)可以通过波状分布描述,这给出了测量颗粒在特定位置的概率。这种方法能够捕获上面讨论的粒子和波浪现象,以始终如一地为光和物质兼容,并且还提供了用于计算许多其他重要实验结果的形式主义,如排放谱据a href="//www.parkandroid.com/wiki/hydrogen-atom/" class="wiki_link" title="氢GydF4y2Ba" target="_blank">氢据/a>和存在的存在据a href="//www.parkandroid.com/wiki/quantum-tunneling/" class="wiki_link" title="量子隧道GydF4y2Ba" target="_blank">量子隧道据/a>。据/P.>据P.>在量子场理论中,较现代和相对性兼容的量子力学版本,波粒子二元性升高到群体理论方面的新数学抽象水平。在量子场理论中,所有光和物质由作为数学运算符的字段表示,该数学运算符创建和破坏能量量子。这些运算符依次遵循管理其动态的波状方程。量子场理论中的颗粒对应于特定据a href="//www.parkandroid.com/wiki/group-theory-introduction/" class="wiki_link" title="组表示GydF4y2Ba" target="_blank">组表示据/a>在哪个领域转换。由量子场理论预测的实验结果继续为光粒子的光粒子二元性提供支持。据/P.>据/D.iv>
现有用户?据a href="//www.parkandroid.com/account/login/?next=/wiki/wave-particle-duality/" id="problem-login-link-alternative" class="btn-link ax-click" data-ax-id="clicked_login_from_problem_modal" data-ax-type="button" data-is_modal="true" data-next="/wiki/wave-particle-duality/">登录据/a>
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