對波粒二象性的困惑

對波粒二象性的困惑

在我們的高中物理課本中,對物理光學有專門的一章。對光的經典描述就是「光是電磁波,光具有波粒二象性」,不用置疑。書中電磁波譜中,光與普通電磁波,除了頻率、波長不同外,沒有本質區別。究竟光與普通電磁波是什麼關係,沒有其它任何說法,幾十年也沒有變化,從電磁波的詞條就可看出。

從「光是電磁波,光具有波粒二象性」,再進一步引申就成了「普通電磁波具有波粒二象性」 ,電磁波的詞條就是這樣說的。正是這個概念使人無法理解「波粒二象性」的真正含義。也無法對光的本質有進一步認識,不斷出現新的困惑。

都知道普通電磁波就是交變電場與磁場的簡單傳播,這如何體現有粒子性呢,無法理解。如果光也是這樣的簡單電磁波,光子的概念就很難形成。因為光子是一種基本粒子,是一種光量子、能量子,具有波粒二象性,這一切已得科學的肯定。如果光是普通的電磁波,怎樣才能對光進一步認識呢。

如果仔細看德布羅意的粒子波這一節,就會發現有說法。他認為,運動的粒子都象光子一樣,都是幾率波。粒子具有不確定性,它的出現是一種概率,運動的粒子形成幾率波,遵守波動規律。並強調幾率波不同於機械波、電磁波。

這就是根據。德布羅意明確把普通電磁波排除出幾率波。再進一步說,把普通電磁波排除出波粒二象性。光子跟其它粒子一樣,形成一種幾率波。這等於說光不是普通電磁波。

波粒二象性的真正含義就是,運動的粒子會形成幾率波。具備波粒二象性的前提必須首先是粒子。反之,是波就不一定具有二象性了,機械波、普通電磁波不是幾率波,就不具備。簡單明確,粒與波的二象性沒有任何衝突與矛盾。先有粒子性,再有波動性,若稱「粒波二象性」更恰當合理。

最早是受人鄙視的民科們在喊「光與普通電磁波不是一回事」。當我不斷困惑之後,突然覺得這很有道理,一下子豁然開朗。如果現在說光不是電磁波,會招許多人反對。光應是特殊複合電磁波,不是普通電磁波。

光是由不連續的光子形成幾率波。光子是一種基本粒子,是能量的基本單位,又稱光量子、能量子。這已是共識,光包含很複雜的科學內涵,與簡單的普通電磁波有著本質性的區別。


推薦閱讀:

TAG:波粒二象性 | | 電磁波 |