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德布羅意的驚人假設(shè)

 漫步之心情 2017-10-25 發(fā)布于湖南

發(fā)出疑問的這個人叫德布羅意,法國人,。他原來是學(xué)歷史的,,他的哥哥是研究X射線的專家,在哥哥的影響下,,德布羅意對物理前沿進展很感興趣,,于是就改行攻讀物理博士學(xué)位。也許正因如此,,他對經(jīng)典物理學(xué)的條條框框并不感冒,。1924年,德布羅意在博士論文中提出了一個令人瞠目結(jié)舌的觀點:實物粒子和光一樣,,也具有波粒二象性,!

對于這個觀點的提出,德布羅意自己回憶道:

“1923年,,我獨自苦苦思索了很久,,突然有了一個想法,愛因斯坦1905年的發(fā)現(xiàn)應(yīng)當(dāng)?shù)玫酵茝V,,運用到所有的物質(zhì)粒子,,特別是電子上?!?/p>

德布羅意的驚人假設(shè)

德布羅意提出了實物粒子的動能和動量公式,,仍然沿用了愛因斯坦的光子公式:

動能E=hν

動量p=h/λ

式中,λ為粒子的德布羅意波的波長,,ν為德布羅意波的頻率,,h是普朗克常數(shù)。

實物粒子在運動時,,伴隨著波長為λ的德布羅意波(也叫物質(zhì)波),。德布羅意推導(dǎo)出的關(guān)系式雖然形式上和愛因斯坦的光子關(guān)系式一樣,但卻是一個全新的假設(shè),。德布羅意波與光波不同,,光速c既是光波的傳播速度,又是光子的運動速度,;而實物粒子的運動速度并不等于德布羅意波的傳播速度,。

這個觀點太大膽了,,因為從來沒有人觀察到電子、原子,、分子等實物粒子居然也有波動性,。德布羅意的導(dǎo)師郎之萬實在無法評價其論文的價值,不知是否應(yīng)該接受他的論文,,最后干脆寄了一份給愛因斯坦,,讓他來做做評價。

愛因斯坦的非凡的科學(xué)洞察力讓他立刻意識到德布羅意波的思想具有的重大意義,。他在回信中對論文大加贊賞,,于是郎之萬接受了德布羅意的論文并允許他參加答辯。

德布羅意的驚人假設(shè)

在博士論文答辯時,,有評委提問用什么實驗可以驗證這一新觀念,,德布羅意答道:“通過電子在晶體上的衍射實驗,應(yīng)當(dāng)有可能觀察到這種假定的波動效應(yīng),?!钡钱?dāng)時并沒有人做過這樣的實驗,所以答辯委員會也無法評判論文的價值,,好在大家知道愛因斯坦對論文的評價很高,,所以德布羅意順利拿到了博士學(xué)位。

德布羅意答辯結(jié)束三周后,,愛因斯坦寫信向洛倫茲介紹了德布羅意的博士論文,。他在信中寫道:“我相信這是揭開物理學(xué)最困難謎題的第一道微弱的希望之光?!?/p>

然后愛因斯坦很快就在自己撰寫的一篇有關(guān)量子統(tǒng)計的論文中專門介紹了德布羅意的工作,。他寫道:“一個物質(zhì)粒子或物質(zhì)粒子系可以怎樣用一個波場相對應(yīng),德布羅意先生已在一篇很值得注意的論文中指出了,?!?/p>

德布羅意的驚人假設(shè)

路易·維克多·德布羅意(Louis Victor de Broglie,1892—1987年),,法國物理學(xué)家,。他出生于塞納河畔一個顯赫的貴族家庭,從小就酷愛讀書,。中學(xué)時代顯示出文學(xué)才華,,從18歲開始在巴黎索邦大學(xué)學(xué)習(xí)歷史,并于1910年獲得歷史學(xué)位,。1911年,,他聽到作為第一屆索爾維會議秘書的哥哥談到物理學(xué)家們在會議上關(guān)于光、輻射,、量子性質(zhì)等問題的討論后,,產(chǎn)生了強烈的興趣,,于是轉(zhuǎn)而研究理論物理學(xué),并于1913年獲理學(xué)學(xué)士學(xué)位,。第一次世界大戰(zhàn)期間,德布羅意在埃菲爾鐵塔上的軍用無線電報站服役,,1919年退役后,,在巴黎索邦大學(xué)跟隨朗之萬攻讀物理學(xué)博士學(xué)位。1924年,,他完成了博士論文《量子理論研究》,,提出了實物粒子也具有波粒二象性的觀點,開啟了量子力學(xué)的新紀(jì)元,。1926年,,德布羅意還試著發(fā)展一種不同于概率解釋的導(dǎo)波理論,用因果關(guān)系來解釋波動力學(xué),。20世紀(jì)50年代,,美國物理學(xué)家大衛(wèi)·玻姆(David Bohm)對這一理論又加以發(fā)展,成為現(xiàn)在的德布羅意?玻姆理論,,當(dāng)然這個理論目前處于量子理論的主流之外,。

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