波粒二象性
德布罗意波长
德布罗意波长是量子力学赋予任何运动着的物质的波长,由一个出奇简单的公式给出:波长 λ 等于普朗克常数 h 除以粒子的动量 p。又快又重的物体,其动量与 h 之比很大,于是波长小得荒唐;又慢又轻的物体,比如电子,波长可以与原子间距相当,正因如此它们的波动本性才能在实验中显现。
这一个关系,用动量这一个旋钮,把粒子世界与波动世界系在了一起。把粒子推向更高的动量,它的波长就缩短;让它慢下来,波长就增大。它正是爱因斯坦早已用于光的那个想法在物质一侧的镜像——在光那里,光子的动量与波长遵循的正是同一种关系。
你之所以从不会注意到一只掷出的棒球的波长,是因为普朗克常数小得惊人,所以球的德布罗意波长比一个原子核还要小上千万亿倍——根本无法探测。相形之下,对原子中的一个电子而言,波长大致就是原子本身的尺度,而正是这种匹配,使原子成为一个量子客体,而非一个微缩的太阳系。
λ = h / p (h = Planck's constant, p = momentum)
动量越大,波长越短;只有又轻又慢的东西,波长才大到能被察觉。
德布罗意波长既不是粒子的大小,也不是一道在空间中真实穿行的涟漪。它设定了干涉与衍射变得可见的那个尺度,并以粒子波函数之波长的形式出现。
又称
另见