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  • 1 # 則之鍊金術師

    是的,光和其他電磁波,都具有波粒二象性。

    關於電磁波

    將愛因斯坦的質能公式E=mc2與普朗克的能量量子化公式E=hv結合起來後,可以得出單個光子的動量:p=h/λ(終於把希臘鍵盤調出來了……),也就是光子動量=普朗克常數/光的波長。由此可見,光的波長越短,動量越大,粒子性越明顯;波長越長,動量越小,波動性越明顯。

    比如我們平時使用的無線電通訊,波長在十米左右的數量級,這種電磁波單個光子動量、能量很小,穿透性很差,但波動效果很明顯,很容易發生衍射、干涉等現象,有利於在地面進行傳播。

    可見光波長在500nm左右,算是居中,所以它的粒子性和波動性兼具,在實驗上都較容易觀測。

    而到了X光和γ射線(終於能用希臘字母了好興奮)這個譜段,波長僅有0.01奈米數量級,單個光子動量、能量非常強,穿透能力很高,因此對人體的傷害也很大。但波動性非常弱,不過也不是沒有的,因為電磁波在遇到與其波長尺寸相當的縫隙和障礙物時會發生衍射現象,像X光波長這麼小的電磁波上哪找?答案是分子排列緊密的晶體。當時的物理學家將X光照射到晶體中,果然產生了衍射現象,根據衍射條紋的間距和規律,還能夠研究出晶體的結構。這種方法對於固體物理的實驗研究非常重要,可以說是開闢了一種新的研究領域。

    一種X光照射晶體時產生的衍射圖案關於物質波

    後來歷史系學生德布羅意突發奇想,認為既然電磁波具有粒子性,那麼實物粒子也應該有波動性。他就把上面的表示式反過來寫了一下:λ=h/p,也就是說物質波波長=普朗克常數/動量。可見,動量越小,波長越長,波動性越明顯。

    順著這個思路,科學家把電子束打進了晶體(要控制電子速度以達到與晶體間隔相當的物質波波長尺度),果然發現了電子衍射影象!

    電子衍射影象

    然後,歷史系學生的博士論文就獲得了諾貝爾物理學獎……

  • 2 # 重慶葉宏

    提問者對電磁波有興趣,與我有共同點。我兩年多來,我一直對電磁波學習、研究,看了無數的文章,看高物、高數,掌握了很多了知識,比一般人上了一個層次,頭腦更清楚了。我也會看民科的的文章,判斷對錯,再去百度瞭解這方面的內容,但我決不有民科傾向。

    但提問者對許多民科的胡亂說法,根本沒法判斷對錯,往往得到的仍是錯誤的結論,等於沒有提問。如果我指出其它回答的錯誤,抬槓後,一知半解的人卻指責我一知半解。提問欄目的現象,值得我們深思。

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