波粒二象性是谁提出的

波粒二象性是谁提出的

路易·维克多·德布罗意

波粒二象性提出者:德布罗意。路易·维克多·德布罗意(Louis Victor·Duc de Broglie,1892年8月15日-1987年3月19日),男,出生于法国迪耶普,法国理论物理学家,物质波理论的创立者,量子力学的奠基人之一。

在光具有波粒二象性的启发下,法国物理学家德布罗意(1892~1987)在1924年提出一个假说,指出波粒二象性不只是光子才有,一切微观粒子,包括电子和质子、中子,都具有波粒二象性。他把光子的动量与波长的关系式p=h/λ推广到一切微观粒子上,指出:具有质量m 和速度v 的运动粒子也具有波动性,这种波的波长等于普朗克恒量h 跟粒子动量mv 的比,即λ= h/(mv)。这个关系式后来就叫做德布罗意公式。

三年后,通过两个独立的电子衍射实验,德布罗意的方程被证实可以用来描述电子的量子行为。在阿伯丁大学,乔治·汤姆孙将电子束照射穿过薄金属片,并且观察到预测的干涉样式。在贝尔实验室,克林顿·戴维森和雷斯特·革末做实验将低速电子入射于镍晶体,取得电子的衍射图样,这结果符合理论预测。

路易·维克多·德布罗意出生在法国一贵族家庭,是家中次子。德布罗意家族自17世纪以来在法国军队、政治、外交方面颇具盛名,数百年来在战场上和外交上为法国各朝国王服务,1740年被路易十五封为德布罗意公爵,封号由一家之长承袭,第一代公爵的儿子曾在七年战争中为哈布斯堡家族出力作战,获得神圣罗马帝国亲王封号,赐予家族中每一个成员。德布罗意家族祖父J·V·A·德布罗意(1821-1901年)是法国著名政治家和国务活动家,1871年当选为法国国民议会下院议员,同年担任法国驻英国大使,后来还担任过法国总理和外交部长等职务。当德布罗意的长兄、实验物理学家第六代德布罗意公爵莫里斯(Mauriee)死后,他在1960年就成为法国公爵兼德国亲王,但一生生活简朴,平易近人,把毕生献给了科学事业。

波粒二象性

波粒二象性(wave-particle duality)指的是所有的粒子或量子不仅可以部分地以粒子的术语来描述,也可以部分地用波的术语来描述。这意味着经典的有关“粒子”与“波”的概念失去了完全描述量子范围内的物理行为的能力。爱因斯坦这样描述这一现象:“好像有时我们必须用一套理论,有时候又必须用另一套理论来描述(这些粒子的行为),有时候又必须两者都用。我们遇到了一类新的困难,这种困难迫使我们要借助两种互相矛盾的的观点来描述现实,两种观点单独是无法完全解释光的现象的,但是合在一起便可以。”波粒二象性是微观粒子的基本属性之一。1905年,爱因斯坦提出了光电效应的光量子解释,人们开始意识到光波同时具有波和粒子的双重性质。1924年,德布罗意提出“物质波”假说,认为和光一样,一切物质都具有波粒二象性。根据这一假说,电子也会具有干涉和衍射等波动现象,这被后来的电子衍射试验所证实。

推荐阅读