¡Todo es una ola! La materia macroscópica va acompañada de ondas, ¡pero nos cuesta verla!
Cualquier partícula microscópica tiene dualidad onda-partícula. Es decir, las partículas microscópicas exhiben propiedades de partícula bajo ciertas circunstancias, y exhiben propiedades de onda bajo ciertas circunstancias. Esto suena como una dualidad onda-partícula. contradictorio. En nuestro sentido común, cualquier sustancia tendrá un estado determinable. Por ejemplo, si hay una fruta en la mesa, es una manzana o un plátano, o es la fruta más grande del mundo. Cualquier fruta conocida, pero no debe ser así. ser a la vez una manzana y un plátano. Asimismo, ¿cómo puede una partícula microscópica ser a la vez partícula y onda?
El debate sobre si las partículas microscópicas son partículas u ondas se remonta a las primeras discusiones sobre la naturaleza de la luz. La contradicción entre la luz como partícula y como onda es el ejemplo más típico, como por ejemplo. : reflexión de la luz, la refracción es completamente consistente con las leyes del movimiento de partículas en la mecánica clásica. El efecto fotoeléctrico también muestra que la luz es una partícula. Sin embargo, si la luz se define como una partícula, la difracción de la luz, la interferencia y otros fenómenos tienen características de onda. , por lo que no podemos usar partículas individuales absolutas o características de onda para definir la luz, entonces pensamos que la luz tiene dos características: partícula y onda.
Dado que los fotones tienen características tanto de partícula como de onda, ¿es posible que otras sustancias también tengan dichas características?
Basándose en este tipo de pensamiento, el famoso físico de Broglie dedujo la fórmula después de estudiar el problema electrónico y ideó la famosa fórmula de longitud de onda de De Broglie, la longitud de onda del electrón λ=h/mv igual a la de Planck. constante dividida por (masa del electrón por velocidad), que es el momento del electrón, de Broglie demostró que los electrones no son como partículas físicas en sentido estricto. Los electrones van inevitablemente acompañados de una onda (onda de Broglie). Onda de De Broglie), la longitud de onda de esta onda es la constante de Planck dividida por el momento del electrón. Para decirlo más claramente, De Broglie creía que no sólo los fotones tienen las características de partículas, sino que los electrones también deberían tener las características de ondas. Más tarde, el experimento de difracción de electrones y el experimento de doble rendija del electrón también demostraron la predicción de De Broglie de que el electrón es una onda y que todas las partículas microscópicas van acompañadas de ondas de De Broglie, lo que significa que todas las partículas microscópicas tienen dualidad onda-partícula.
Entonces, ¿cómo surge la dualidad onda-partícula de las partículas microscópicas? No se puede decir que las partículas microscópicas nazcan con las características de conversión mutua entre partículas y ondas. Los físicos parecen haber encontrado el secreto en la fórmula de longitud de onda de De Broglie, porque todas las partículas microscópicas van acompañadas de ondas de Broglie. es muy larga, es decir, cuando la distancia entre las dos crestas de la onda es muy grande, la fluctuación de las partículas microscópicas será más obvia cuando la longitud de onda de la onda de Broglie es muy corta, es decir, la distancia entre las dos crestas de la onda. Las dos crestas de la onda están muy cerca. Cuando la onda de De Broglie es corta hasta cierto punto, la distancia entre las dos crestas de la onda tiende a ser infinitamente pequeña. En este momento, la naturaleza de las partículas microscópicas se vuelve más obvia. En resumen: la naturaleza de la partícula, la naturaleza de la onda y la virtud de las partículas microscópicas están relacionadas con la longitud de onda de Broglie. Cuanto más larga es la onda, más obvia es la naturaleza de la onda. Cuanto más corta es la onda, más obvia es la naturaleza de la partícula.
Dado que las partículas elementales van acompañadas de ondas de Brogli, y las partículas son las unidades básicas que constituyen la materia macroscópica, ¿la materia macroscópica también tiene ondas de Brogli?
Sí, toda la materia va acompañada de ondas de Broglie, pero las partículas microscópicas son demasiado pequeñas, por lo que las ondas de Broglie no son obvias. Las partículas microscópicas de los materiales macroscópicos, incluso un grano de arena, son sólo. una gota en el océano, por lo que los materiales macroscópicos van acompañados de Las ondas de Broglie son muy pequeñas, lo que nos dificulta percibirlas. Entonces, ¿qué tan pequeñas son las ondas de Broglie que acompañan a la materia macroscópica? Entonces, ¿qué tan pequeñas son las ondas de Brogli que acompañan a la materia macroscópica? Podemos calcularlo según la fórmula de longitud de onda de De Broglie. Cualquier sustancia con masa m va acompañada de ondas con longitud de onda λ=h/mv. Suponemos que la masa de la bola es de 1 kg y la velocidad de movimiento es de 5 metros por segundo. La longitud de onda de Broglie es h/1*5, h=6 2607015 × 10 ^ (-34) J-s, ¡podemos calcular este valor y obtener el resultado! Es la longitud de onda de DeBrogli de una pelota de baloncesto con una masa de 1 kg y una velocidad de 5 metros por segundo, pero este valor es demasiado pequeño, por lo que decidimos ignorarlo.