关于光子的波粒二象性的问题

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/06/23 13:27:35
光具有波粒二象性,而一个光子仅具有粒子性,不具有波动性(因为如果你用一个光子做干涉实验,是不会出现干涉条纹的)我的问题是:光子的能量E=hf,动量p=h/(波长) 这两个公式中的频率和波长是波的特点,但对于一个光子来说,它没有波动性,那这两个物理量对于一个光子来说物理意义是什么?
教参书上说:光就是高速运动的微观粒子,每个光子都具有波粒二象性,这句话是错的

你错了,一个光子是具有波动性的。

光子,和量子物理里描述的所有粒子,都是概率波。

什么是概率波呢?就是一个粒子出现在空间各个点的概率是由波动方程决定的。

就说你拿一个光子做干涉实验吧,我们看最后光屏上出现光子的位置,第一次实验,它出现在左边,第二次实验,它出现在中间,第三次实验,它出现在右边………………每次重复实验,所有的条件都是一样的,却还是得不到相同的结果。你永远都无法预测,下一次你永一个光子做干涉实验,它会到达光屏的哪里。那么好,难道,光子到达光屏的位置,是随机的?

我问你,你用一个光子做干涉实验,结果光子应该落到光屏上的哪个位置?你必然回答不出来。

你知道,物理上,这种重复多次结果不同的实验,被认为是没有可重复性的,不会得到承认。但是量子力学的观点解决了这个问题。

在你做单光子干涉实验之前,你无法知道这个会到达光屏的哪个位置,但是你可以知道光子到达光屏各个位置的概率分布。这个概率分布就是用光波的方程计算出来的。事实上这个概率分布就是干涉条纹。例如,这个光子到达波动计算出的亮条纹位置的概率是90%,达到波动方程计算出的暗条纹的位置的概率是10%,在所有的亮条纹里面,光子到达中央亮条纹所在位置的概率最大,等等。。。

好,现在上面的那个问题就回答出来了,我虽然提前不能知道光子会达到光屏的哪个位置,但是我知道光子出现在光屏各个位置的概率是多大,甚至知道光子不到达光屏的概率和穿过光屏的概率是多大,这是由波动方程知道的。用不同频率波长的光子,这个概率分布都不一样。

所以就算对一个光子,波长,偏振等等波动概念也是有效的,因为这决定了这个光子将要走向哪里的概率。

这种粒子在未来所在的确切位置不能推测,但是其未来出现在空间各个位置的概率分布是可以计算并且是由波动方程给出的(粒子-波)的运动形式,叫做概率波。

从量子力学的角度讲,所有的物质均是概率波。物理学常常开的玩笑就是,实际上,你撞墙的时候,有一定的概率穿墙而过,但是这个概率太小了,就算经历n个宇宙寿命的时间也不能发生一次(n超级超级大,到底多大我也没算,要根据墙的厚度和你的质量以及速度,代入波动方程