波粒二象性
德布羅意波長
德布羅意波長是量子力學賦予任何運動著的物質的波長,由一個出奇簡單的公式給出:波長 λ 等於普朗克常數 h 除以粒子的動量 p。又快又重的物體,其動量與 h 之比很大,於是波長小得荒唐;又慢又輕的物體,比如電子,波長可以與原子間距相當,正因如此它們的波動本性才能在實驗中顯現。
這一個關係,用動量這一個旋鈕,把粒子世界與波動世界繫在了一起。把粒子推向更高的動量,它的波長就縮短;讓它慢下來,波長就增大。它正是愛因斯坦早已用於光的那個想法在物質一側的鏡像——在光那裡,光子的動量與波長遵循的正是同一種關係。
你之所以從不會注意到一隻擲出的棒球的波長,是因為普朗克常數小得驚人,所以球的德布羅意波長比一個原子核還要小上千萬億倍——根本無法探測。相形之下,對原子中的一個電子而言,波長大致就是原子本身的尺度,而正是這種匹配,使原子成為一個量子客體,而非一個微縮的太陽系。
λ = h / p (h = Planck's constant, p = momentum)
動量越大,波長越短;只有又輕又慢的東西,波長才大到能被察覺。
德布羅意波長既不是粒子的大小,也不是一道在空間中真實穿行的漣漪。它設定了干涉與繞射變得可見的那個尺度,並以粒子波函數之波長的形式出現。
又稱
另見