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分析波粒二象性的原因

(2025-11-04 20:09:28)
标签:

理论研究

分类: 物理理论

一、微观粒子存在波粒二象性的原因

分析微观粒子存在波粒二象性的原因,首先必须明确基本粒子的本质。基本粒子是相互绕转的两个半元电荷,遵循的规律是:M^2R=Q,其中,M是基本粒子的质量、R是基本粒子的空间半径、Q是常数。单独的半元电荷是不存在的,其它所谓的基本粒子都是由基本粒子组合而组成的。基本粒子不论存在于物质内部,例如:原子核内部,还是存在于外部空间,例如:辐射到外部空间的光子,都遵循这个规律。基本粒子的角动量是守恒的,基本粒子角动量的数值就是普朗克常数。

根据物质波,又称德布罗意波可知:对于光子辐射到外部空间的基本粒子,波长λ=h/P,其中h是普朗克常数、p是光子的动量、λ是波长。由于h=mvR,其中,h是基本粒子的角动量值也是普朗克常数、m是光子的运动的质量、R是光子的半径、v是光子的自转速度,p=mc,其中,m是光子的运动质量、c是光速。λ=h/P=mvR/mc=vR/c,波长相对越大,波动性越显著。理论上我们在一个波长正好能看到两个光子,即两个光子相切,λ=2R,这时光子具有明显的波动性,同时又具有明显的粒子性,波长小于粒子的半径不具有波动性。当波长λ>2R波动性显著,粒子性相对细微;当波长λ<2R粒子性显著,波动性细微。

由上述分析可知:通常情况下,光子的自转速度是超光速的,所以通常情况下,光子的波长是大于2倍光子的半径,光子具有波粒二象性,所以微观粒子(如电子、光子等)同时具有波动性与粒子性。

二、分析宏观物体为何不存在波动性

其实,天体相对于宇宙空间也是微粒。对于宏观物体,例如宏观天体地球,它的角动量等于mvR,其中,m时地球的质量、v地球的自转速度、R是地球的半径;地球的动量p=mV,其中,V是地球的公转速度。根据物质波的法则:λ=h/P=mvR/mV=vR/V,由于地球的自转速度v小于地球的公转速度V,所以地球的波长小于地球的半径,所以地球不具有波动性。例如,枪打出去的子弹,子弹几乎不自转,所以子弹只具有粒子性。

对于宏观物体,通常情况下,自转速度小于或远小于它的公转速度,即它们的波长小于或远小于它们的半径,所以通常情况下,宏观物体不具有波动性。所以像月亮、地球、太阳等天体不具有波动性,当然也不排除,宇宙存在特殊的天体,公转速度小于自转速度的天体,同时具备波粒二象性。

三、结论

    波粒二象性存在与否,本质是物质自转速度和传播速度的博弈,自转速度大于传播速度是物质存在波粒二象性的必要条件。

 

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