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电子是电子波吗?

(2015-05-25 07:56:09)

       电子是基本粒子,怎么会是“波”呢?但是,在现代物理学中,“电子波”是一个基本概念。为什么?

       我们讲的所谓“粒子”,不是灰尘颗粒,而是纳米级的物质对象,接近于几何点。用“几何点”描述这种粒子是经典力学。如果换一个角度看问题,在一个特定的时刻,研究该粒子出现在某个“几何点”附近的概率,就是现代物理学的观念了。

         19261月,澳大利亚物理学家薛定谔引入波函数来描述粒子的运动规律,波函数在某一时刻、某一地点的数值(取其实数部分)代表了该粒子出现在该处附近的概率。薛定谔(Erwin Schrodinge 1887-1961)发现,波函数满足所谓“波动方程”,也叫“薛定谔方程”,而且电子运动也满足波动方程。由此,人们认为:电子也是电子波。为此,1933年,薛定谔荣获诺贝尔物理奖。

        根据电子是电子波的现代观念,围绕原子核的电子群是“电子云”,而不是电子轨道卫星。粒子“附近”是什么意思?为了波函数满足波动方程,薛定谔在粒子附近大胆引入”复空间“(坐标轴是复数系)。为什么要引用“复空间”?这是最简化的方案,薛定谔避免抽象的希尔伯特空间,也是一个科普专家。

  爱因斯坦关于光电效应的研究开启了现代量子力学的大门。量子力学就是纳米空间的现代物理学,什么都采用波函数来说话。薛定谔方程相当于牛顿第二定律。谈论处于特定几何点的粒子是没有意义的。

袁萌 5月25日



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