德布罗意波长
p=h/λ。法国著名物理学家德布罗意在1923年经过计算,得出了电子是一种波动的结论。并把这种波称为——相波(phasewave),后人为了纪念他,也称其为“德布罗意波”。
参考以下例题,可以更好地理解德布罗意波长公式。
德布罗意波长公式推导过程
试想,对于一个光子,根据E=mC^2(质能方程)和E=hv(普朗克公式)可推出m=hv/C^2,两边同乘以光速C就得到mC=(hv/C^2)C 即p=hv/C,而λ=C/v(波长=速度/频率),所以p=hv/λ即λ=h/p
这里最关键的是,德布罗意做了一个大胆假设:实物粒子和光子一样,也具有这种性质。而且这种假设后来被实验所证实,所以他成功了。
德布罗意波长公式推导过程
1)布罗意认为“任何物质都伴随着波,而且不可能将物质的运动和波的传播分开”。这就是说,波粒二象性,并不只是光才具有的特性,而是一切实物粒子都共有的普遍属性,原来被认为是粒子的东西也同样具有波动性。因而可以说,一切物质都有波动性。
于是德布罗意大胆地提出了物质波假设,动量为 (m为质量,v为速度)的粒子与一个波长为 的波动有着 的关系。这个关系后来被称为德布罗意关系,与粒子相联系的这种波称为德布罗意波。
2)公式是:普朗克常数=动量*波长
公式的含义是说一切物质都具有波粒二象性,而且此消彼长。
后期由于量子力学的哥本哈根派解释兴起,玻尔、海森堡等人提出互补原理和不确定原理,德布罗意为了使他的理论符合海森堡测不准原理,提出导波假设,认为一切粒子的周围空间弥漫着相应的波,此即德布罗意波
3)严格的推导和证明只能从普朗克出发,并加以上面的说明.其实你会发现把普朗克公式中的频率用波长和速度代换就得到了,不需要怎么推导,关键是对"所有物质都存在与其相应的物质波"这个抽象而又实在的问题的说明.是定性的,唯象意义上的说明.