波粒二象性
物質波
物質波是量子力學與一個物質粒子——電子、原子、乃至一個大分子——相聯繫的那道波。它的波長由粒子的動量經德布羅意關係所設定,它正是在實驗中發生繞射與干涉的那個東西。當物理學家說電子「具有波動本性」時,他們所指的就是物質波。
對這是哪一類波,必須誠實以告。物質波並不是任何物理實物的振動,不像聲音在抖動空氣;它是粒子的波函數,其在每一點上大小的平方,給出在該處找到粒子的機率。這道波告訴你粒子很可能在哪裡現身,而不是說粒子本身像奶油一樣被薄薄地塗抹在整道波上。
物質波解釋了微觀世界為何是量子化的。把一個粒子困在一小塊區域裡,只有某些波長能恰好整齊地容納其中,就像吉他弦上的駐波;那些被允許的波長,對應著原子及其他束縛系統的離散能級。因此,物質的波動本性絕非一則奇異的旁注,而正是那些塑造了整個化學的台階與殼層之源頭。
matter wave wavelength λ = h / p (de Broglie relation)
每個運動的粒子都攜帶著一道波,其波長由它的動量所設定。
物質波是一種機率幅,而不是三維空間中一道物理的漣漪。對兩個或更多粒子而言,這道波實際上棲身於一個更高維的位形空間之中,這正是它並非尋常空間裡一道真實之波的一個標誌。
又稱
另見