德布罗意公式是如何得出的?拜托高人指点一下
德布罗意波波长的公式:
其中的物理意义:
λ表示被求解的物体的波长;
c表示光速;
v表示物体的速度;
m表示物体的质量;
h为普朗克常量;
p是动量;
对于人们周围的宏观物体,波长至少在λ≈10^-20的量级以下。因为波长太小,宏观物体无法体现其波动性。
德布罗意波的定义:
量子力学里,不对易的力学量,比如位置和动量是不能同时测量的,因此不能得到一个物体准确的位置和动量 ,位置测量越准 ,动量越不准,这个叫不确定性原理。
哲学认为,不可能被观测的值相当于不存在,因此,根据量子力学,不存在同时拥有准确的动量和位置的粒子。机械波是周期性的振动在媒质内的传播,电磁波是周期变化的电磁场的传播。物质波既不是机械波,也不是电磁波。
试想,对于一个光子,根据E=mC^2(质能方程)和E=hv(普朗克公式)可推出m=hv/C^2,两边同乘以光速C就得到mC=(hv/C^2)C 即p=hv/C,而λ=C/v(波长=速度/频率),所以p=hv/λ即λ=h/p
这里最关键的是,德布罗意做了一个大胆假设:实物粒子和光子一样,也具有这种性质。而且这种假设后来被实验所证实,所以他成功了。
让我们来接着进行定性推理,以展示德布罗意数学推理的定性图景。
现在,我们选取处在宏观时空层次上的上帝(对人来讲)或人(对基本粒子来讲)为观察参照系。上帝不能看到人的实体,但可以想象到潜在的人。潜在人是什么一个样子呢?就是人的活动整体这个能量体的能量元素的群体(注意不是整体,整体与群体的意思不同),或者说是德布罗意驻波中所含的各个振动的群体。不过这个能量元素并不是人分解的产物,而是代表人在活动空间各个位置上几率性出现。每一个能量元素又都是一个振动点,又都会产生一个波,这个波才正是德布罗意所说的行波。从宏观的时空来看,这个行波的速度当然是超光速的。但从微观的时空层次上看,驻波的运动速度,或称驻波能量体的速度是超光速。这所有的能量元素波由于共有一个整体,因此是频率相近,相位一样,这样的能量元素波的群体,即能量元素波的迭加,就是一个波包。这个波包可以代表粒子在活动整体,即由驻波能量体里面的波动。
值得格外说明的是:粒子的活动整体,即驻波能量体不是波包,驻波能量体是能量元素的系统,波包是能量元素的总体或群体,其实就是平均意义上的能量元素。能量元素的波动,是德布罗意所说的行波,行波的迭加是波包,波包确实代表驻波能量体里面粒子,波包的速度,即各个位相相同的行波的平均速度,正是粒子在驻波能量体里面的平均运动速度。以相位相同,频率相近的行波为元素组成的整体波(不是迭加波)或系统波,则是运动起来的驻波,即相位波。相位波与行波的迭加或平均而得到的波包,是系统与元素的关系,是不同层面的关系。于是平均意义上的行波,即波包的速度与相位波的速度是互为超光速。波包速度与相位波的速度相乘,是等于光速的平方。我们在宏观层次上测到的所谓的粒子的速度及动量,是指驻波能量体的速度及动量。但由于系统与元素全息,在微观层次上即元素层次看粒子的速度即行波波包的速度,与在宏观层次上看驻波能量体的速度也就是相位波的速度,这两个速度其实是相等的。
另外,从宏观时空看粒子,粒子也变成由MC2表示的能量体,为了与上面所述的驻波代表的能量体相区分,这个粒子能量体,就称为粒子性能量体。从宏观层次,从振动的角度看,粒子就是粒子性能量,这个能量可以由普朗克公式表示,也可以由爱因斯坦的质能公式表示。但从波动的角度看,粒子就是有着超光速速度的行波迭加起来的波包,即平均意义的行波,当然它的速度也是超光速。
德布罗意推理过程感觉上有逻辑脱节了,他是莫名其妙地引进一组频率相近,位相相同的平面波,并将这个平面波迭加形成的波包说成是与粒子相对应。他没说清能进行这种引进的道理,没说清这组平面波是什么意思?
现在让我们进一步推理,从宏观时空来看,我们从理性上能看到什么?我们能看到都是粒子的本质性的东东。我们将质量性粒子看成是粒子性的能量,看到这个能量分解开来了,看到分解开来的能量元素的群体,即波包,看到这个平均意义的行波的超光速运动,那么这个波包的波动的周期是多少呢?这个波动周期当然是等于粒子性能量体的整体振动周期,而这个整体振动周期又等于多少呢?就等于粒子性能量体固有的周期与时间膨胀因子倒数乘积。
我们知道粒子运动速度增大,它的时间会膨大,于是运动的频率是变小了。但是这个收缩的频率是物质基础运动的频率,并不是物质整体振动的频率。物质整体振动的频率是物质的本质时间频率。不过物质本质时间与基础时间是倒数关系。我们站在宏观世界看粒子,看到的都是粒子最本质的东东,粒子在宏观时空中显示的波动周期绝不是它的基础运动周期,而是等于它整体振动的周期。
再一个问题就是超光速波动的波长是什么意思?行波的波长当然就是驻波的长度,波包这个平均意义的行波,是与系统意义的驻波,直接对应的。于是确切地说是波包的波长正好就是驻波的长度。而驻波代表粒子活动的整体,驻波的长度就是等于一个确定的活动整体的空间长度。
设驻波能量体的速度为V,波包也就是平均意义的行波的超光速的速度就为U,且UV=C2。波动周期为r,能量为E=hr.r=r0/β,β代表时间膨胀因子,r0为粒子静止时整体频率。再加上公式:波长=速度×周期。最后我们得到德布罗意公式。波长×动量=普朗克常数。
这个德布罗意公式很有讲究,要好好理解一下。这里的动量所含的速度,不是波包或行波的超光速的速度,而是驻波能量体的速度。这个动量所含的质量,也不是粒子本身的静止质量,而粒子的运动质量。所谓粒子的运动质量就正是驻波能量体的质量。所以这里的动量是指驻波能量体的动量,而并不是粒子实体的动量。
其实德布罗意公式还可以简单地得到。所谓驻波能量体,就是与光子这样的能量体完全一样的能量体。当驻波能量体的速度为光速时,就变成了光子。也就是说驻波能量体与光子,只有速度上的区分,没有本质上的区分。驻波能量体的能量就等于MV2=E=hr,这样立即就可以得到德布罗意公式。
在结束全文时,还有一个问题,这就是一个驻波能量体,既然是能量体,它本身也就有波动性。在某时,这个驻波能量体表现出一种波动,在另一个时间,它又显现出另一种波动。这不同时间的波动迭加在一起也构成一个波包,这个波包可就等于驻波能量体本身了。也就是驻波能量体在不同时间的波动的平均值代表驻波能量体本身。德布罗意推理过程中所说的波包,不是速度超光速的行波的总体或群体。而应当是指这个意义上的波包。真不知道,在定性上他的那个推理如何说得通。
再谈一个问题,人们总是说光速不是恒定的,而是会围绕光速上下浮动的。这话太有道理。当我们将光子与驻波能量体类比起来。我们就能发现这个道理。对于驻波能量体由于本身的波动性,它的速度并不是恒定的,在不同时间,表现出来的速度,不仅方向不同,在大小上也有差异。所谓德布罗意公式表示的那个稳定的速度,其实是这不同的速度的平均值。简单地类比一下,光的速度当然也会波动。光速C不过是一个平均值罢了。
以展示德布罗意数学推理的定性图景
一个电子和一个质子具有相同的动能时,它们的徳布罗意波哪个大
1. 当一个电子和一个质子具有相同的动能时,它们的德布罗意波长可以通过德布罗意公式计算得出。2. 德布罗意公式为 λ = h\/p,其中 h 是普朗克常量,h = 6.63x10^-34 j·s。3. 动能与动量的关系为 P = (2mEk)^1\/2,其中 m 是粒子的质量,Ek 是粒子的动能。4. 由于电子的质量小于质子的...
一个简单的得布罗意波长问题
所以λ=h\/p=hc\/E,(动量相同德布罗意波长相同)E2=p2c2+(mc2)2 Ek=E-E0=E-mc2 m为电子静质量 带入数据和常数就行了
量子力学基础题
徳布罗意物质波波长为λ=h\/mv(m为动质量)由爱因斯坦狭义相对论动能表达式 Ek=mc^2-m0c^2=m0c^2\/√(1-v^2\/c^2)-m0c^2 由以上两个等式得 m=(Ek+m0c^2)\/c^2,v=c√(Ek(Ek+2m0c^2))\/(Ek+m0c^2)∴λ=h\/mv=hc^2(Ek+m0c^2)\/[(Ek+m0c^2)c√(Ek(Ek+2m0c^2))]...
得布罗意波得计算
还有1amu=1.66*10^-27 kg
波长与质量的关系
2)公式是:普朗克常数=动量*波长 公式的含义是说一切物质都具有波粒二象性,而且此消彼长。后期由于量子力学的哥本哈根派解释兴起,玻尔、海森堡等人提出互补原理和不确定原理,德布罗意为了使他的理论符合海森堡测不准原理,提出导波假设,认为一切粒子的周围空间弥漫着相应的波,此即德布罗意波 3)严格的推导...
科学史上有哪些巧妙的实验?
戴维森与革末发现散射强度特别显著。通过布拉格方程,可以得到电子的波长并转化成电子的能量。考虑了晶体的折射率后,和得布罗意公式符合得很好。在量子力学建立的过程中,每一个进步都是极其令人激动的!那些大胆的物理学家们在人类知识的边缘直接迈出了一大步,指向了未来的发展方向。
一个电子和一个质子具有相同的动能时,它们的徳布罗意波哪个大
根据徳布罗意波的计算公式 λ=h\/p h普朗克常量 h=6.63x10^-34j.s 根据动量和动能的关系 P=(2mEk)^1\/2 电子质量小于质子质量,电子动量小于质子动量,电子的徳布罗意波长大
为什么人们不可能将粒子的位置确定到比光的两个波峰之间距离更小的程度...
设想如果一个粒子的位置在两个波峰之间,那么他的得布罗意波必然要超出这个光的俩波峰外,也就是说粒子至少会震动到两个波峰之外,,,。。那么他的位置也就不能确定到一个光波长之内。。。关键的就是两点:第一,光波长是宇宙所有波长的极限。。。第二:所有物质都有震动的得布罗意波。。
28岁猛攻物理学的是谁
德布罗意,原来是学历史的,后来转学理论物理。不知说的是不是他,但是他好像不是28岁转的,可以上网查一查。
物理中最小电子是什么如题 谢谢了
从衍射图样计算出来的波长数值与从得布罗意提出的物质波公式计算出来的波长数值完全一致。得布罗意预言的物质波就是概率波,电子波决定着电子的运动,而且是以其特有的概率形式决定着电子的运动。这种波并不是当电子衍射时才会出现,而是普遍存在的物质特性。在任何时候,这种波都是与电子或其它实物粒子的运动联系在一起...
尘霍吸入:[答案] 1924年法国青年物理学家德布罗意在光的波粒二象性的启发下想到:自然界在许多方面都是明显地对称的,既然光具有波粒二象性,则实物粒子也应该具有波粒二象性.他假设:实物粒子也具有波动性.于是他由质能方程以及量子方程出发,推得了德...
古城区13830915937: 德布罗意波波长推导式 - ?
尘霍吸入: 据说当年“文科生”高富帅德布罗意励志学习物理.临近毕业时苦于写不出论文.受到波的粒子性启发,联想到物质会不会也有波动性.于是他从两刚上分析.h是普朗克常数,量纲是角动量.p是动量.那么h/p就是长度单位,也就是波长.一开始答辩委员会的教授们以为这是扯淡.由于德布罗意他爹是政府高官,听他答辩的教授们碍于面子不好拒绝,于是把他的论文寄给爱因斯坦解围.没想到爱因斯坦对这货的论文赞不绝口.后来电子在晶体中的衍射实验证实了物质的波动性.物理自牛顿以来唯一的一次文科生的逆袭以及巨大狗屎运幸运的砸到了德布罗意的头上.
古城区13830915937: 请解释一下这个公式? - ?
尘霍吸入: 1924年德布罗意提出的表达波粒二象性的德布罗意公式:λ=h/mv, 其中λ为与粒子相伴的物质波的波长,h是普朗克常量,mv为粒子的动量.在德布罗意之前,人们对自然界的认识只局限于两种基本的物质类型:实物和场.德布罗意本来是学历...
古城区13830915937: 德布罗意公式λ= h/mv只能用在微观粒子上,不能用在宏观物体上——以上观点只是我自己的观点!在光具有波粒二象性的启发下,法国物理学家德布罗意在... - ?
尘霍吸入:[答案] 我支持你的观点!
古城区13830915937: 德布罗意物质波原理是什么,请给出确切定义. - ?
尘霍吸入: 德布罗意波1924年法国青年物理学家德布罗意在光的波粒二象性的启发下想到:自然界在许多方面都是明显地对称的,既然光具有波粒二象性,则实物粒子也应该具有波粒二象性.他假设:实物粒子也具有波动性.于是他由质能方程以及量子...
古城区13830915937: 德布罗意假说的方程 - ?
尘霍吸入: 第一德布罗意方程指出,粒子波长λ(亦称德布罗意波长)和动量p的关系.第二德布罗意方程指出频率f和总能E的关系
古城区13830915937: 解释下德布罗意的物质波方程?
尘霍吸入: 德布罗意提到物质波方程是说明了一切物质都具有粒子性,联系了宏观和微观 爱因斯坦的质能方程则是由广义相对论演算出来的.其实本质上并没有什么联系,但是德布罗意方程中的一个P=h/?(打不出,后都有用?代替,见谅)是由E=mc2推出来的 步骤如下 p=mc=hv/c2*c=hv/c 考虑到 c=hv 所以 p=h/v 参考资料:物理书
古城区13830915937: 请问德布罗意波波长是怎么推导出来的?如果用单位去算的话,那么入=0.5*h/p也符合单位啊,到底是怎么回事呢? - ?
尘霍吸入:[答案] 试想,对于一个光子,根据E=mC^2(质能方程)和E=hv(普朗克公式)可推出m=hv/C^2,两边同乘以光速C就得到mC=(hv/C^2)C 即p=hv/C,而λ=C/v(波长=速度/频率),所以p=hv/λ即λ=h/p这里最关键的是,德布罗意做了一个大...
古城区13830915937: 德布罗依波长的计算公式是什么? - ?
尘霍吸入: 实物粒子如电子也具有物质周期过程的频率,伴随物体的运动也有由相位来定义的相波即德布罗意波,即物质波. λ=h/P=h/mv(普朗克常量h = 6.63*10-34J·s)