微观粒子在本质上是 de broglie波包? Package 物质洩包的观点夸大了微观粒子波动性的一面,实 际上抹杀了其粒子性的一面.不能作为对于实物粒子 波粒二象性的正确诠释
微观粒子在本质上是 de Broglie 波包 ？ -6 -4 -2 2 4 6 x 1 2 3 4 Package 物质波包的观点夸大了微观粒子波动性的一面，实 际上抹杀了其粒子性的一面. 不能作为对于实物粒子 波粒二象性的正确诠释. 11 / 140
包观点遭遇到了两个难以逾越的困难: ◎如前所述,德布罗意物质洩包在演化过程中会发生宽度扩散 现象.即使初始时刻的洩包宽度很小,经过一段时间的演化 之后,波包也会扩散到很大的空间区城.因此,若把粒子看 作德布罗意洩包本身,粒子将在运动过裎中愈来愈胖 这一推论与实验事实是矛盾的.实验上观测到的一个个电子 总是处于空间一个个小区域中 ◎在电子行射实验中,电子的德布罗意洩碰到晶体表面后发生 行射,行射将沿不同的方向传播开去.如果把电子本身就 看成三维空间中的一个物质波包,则在行射屏不同地点观测 到的应当只是一个电子的一部分 这一推论也与实验事实不符.实验上测得的总是一个个完整 的电子,各个电子都具有相同的质量和电荷
波包观点遭遇到了两个难以逾越的困难： 1 如前所述，德布罗意物质波包在演化过程中会发生宽度扩散 现象. 即使初始时刻的波包宽度很小，经过一段时间的演化 之后，波包也会扩散到很大的空间区域. 因此，若把粒子看 作德布罗意波包本身，粒子将在运动过程中愈来愈胖. 这一推论与实验事实是矛盾的. 实验上观测到的一个个电子， 总是处于空间一个个小区域中. 2 在电子衍射实验中，电子的德布罗意波碰到晶体表面后发生 衍射，衍射波将沿不同的方向传播开去. 如果把电子本身就 看成三维空间中的一个物质波包，则在衍射屏不同地点观测 到的应当只是一个电子的一部分. 这一推论也与实验事实不符. 实验上测得的总是一个个完整 的电子，各个电子都具有相同的质量和电荷. 12 / 140
疏密洩观点 与物质波包观点相反的另一种看法是 类似于空气振动出现的声液,电子的洩动性是由于有 大量的电子分布于空间、电子数密度疏密相间所形成 的疏密波 这种看法仍不能通过实验的检验 ◎首先,蔬密洩观点不能解释氬原子(只含一个电子)中电子 的动性,进而不能对氢原子的离散化无谱做出理解. ◎其次,可以以这样的方式儆电子行射实验:让入射电子流及 其微弱,以致于电子几乎是一个一个她通过狭娩.只要时间 足够长,行射屏上仍将出现行射图样 所以,电子的淡动性并不是很多电子聚集在空间同一区域时 才呈现的现象,单个电子就具有洩动性
疏密波观点： 与物质波包观点相反的另一种看法是： 类似于空气振动出现的声波，电子的波动性是由于有 大量的电子分布于空间、电子数密度疏密相间所形成 的疏密波. 这种看法仍然不能通过实验的检验： 1 首先，疏密波观点不能解释氢原子（只含一个电子）中电子 的波动性，进而不能对氢原子的离散化光谱做出理解. 2 其次，可以以这样的方式做电子衍射实验：让入射电子流及 其微弱，以致于电子几乎是一个一个地通过狭缝. 只要时间 足够长，衍射屏上仍将出现衍射图样. 所以，电子的波动性并不是很多电子聚集在空间同一区域时 才呈现的现象，单个电子就具有波动性. 13 / 140
皮粒二象性诘问 电子究竟是什么东西?是粒 子?还是波? Feynman语录:“电子既不是 粒子,也不是波 更确切地复迷 Feynman的观 点,应该说:电子既不是经典 粒子,也不是经典的洩动. 按照辩证法,我们也可以说 电子既是粒子,也是波动.但 这个洩不再是经典物理学意 义下的,粒子也不再是经 典力学概念下的质点
波粒二象性诘问： 电子究竟是什么东西？是粒 子？还是波？ Feynman 语录：“电子既不是 粒子，也不是波 . ” 更确切地复述 Feynman 的观 点，应该说：电子既不是经典 粒子，也不是经典的波动 . 按照辩证法，我们也可以说： 电子既是粒子，也是波动 . 但 这个波不再是经典物理学意 义下的波，粒子也不再是经 典力学概念下的质点 . 14 / 140
数学附录:波包 平面单色波 洩动礼学中,波长为入、频率为Ⅳ的一维平面单色洩可以表示为 a(x, t)=A/(er-wr) 或其实部 nbe(x, t)=Acos(kx-wr 式中k=2丌/入称为波数,=2丌称为角频率.波函数ψk(x 的物理惫义通常是无洩的电场强度 平面洩的特点是其幅(蚁强度)在空间各点都相同,其等相位 面是一个运动的平面,由下式给出 kx -wt= const. 等相位面移动的速度称为平面洩的相速 d d t = w/k
数学附录：波包 平面单色波： 波动光学中，波长为 、频率为 的一维平面单色波可以表示为 kpx; tq “ A eipkx´!tq 或其实部， kpx; tq “ A cospkx ´ !tq 式中 k “ 2{ 称为波数，! “ 2 称为角频率. 波函数 kpx; tq 的物理意义通常是光波的电场强度. 平面波的特点是其波幅（或强度）在空间各点都相同，其等相位 面是一个运动的平面，由下式给出： kx ´ !t “ const: 等相位面移动的速度称为平面波的相速： u “ dx dt “ !{k 15 / 140