虛空聖堂 作品

第517章 矩陣力學的缺陷!波粒二象性之巔峰!物質波理論!萬物皆波!

 別說他們這些人,就是導師自己也比不上啊。 

 郎之萬也覺得自己有點強人所難了。 

 於是,他岔開話題,問道: 

 “德布羅意呢?” 

 “他最近還是沒有來學校嗎?” 

 有人回道: 

 “德布羅意先生已經半年沒來了。” 

 郎之萬嘆息了一聲,沒有說什麼。 

 德布羅意的身份太敏感了。 

 哪怕他是對方的導師,也不可能真的像對待普通學生那樣嚴格。 

 所以,他對於德布羅意一直是放養的狀態。 

 關於研究課題什麼的,儘量順著對方的心意。 

 只是這麼長都不來學校,也不來實驗室。 

 郎之萬覺得德布羅意可能是讀不下去這個博士了。 

 “也難怪,畢竟他是歷史轉物理。” 

 “基礎太差,導致現在研究最前沿的領域後,就有點力有未逮了。” 

 郎之萬甚至做好了最壞打算。 

 實在不行,為了照顧德布羅意哥哥的面子,他也得想辦法讓對方順利畢業,拿到博士學位。 

 畢竟,不是每個博士都需要像布魯斯、玻爾等人那樣逆天。 

 此刻,郎之萬口中的德布羅意,已經在自家的豪宅中閉關半年了。 

 每天都有兩個女僕服侍日常起居,德布羅意把所有的時間都投入到研究之中。 

 這期間,哪怕當他得知海森堡發表矩陣力學後,他也沒有過於驚訝。 

 因為,他知道自己的成果絲毫不差! 

 現在,他只差臨門一腳了。 

 書房內,德布羅意正在奮筆疾書,他的眼神極為專注。 

 他的腦海中又回想起半年前布魯斯的驚世之言: 

 “既然波動性的光子具有粒子性,那麼粒子性的電子可能具有波動性嗎?” 

 哥哥莫里斯認為電子是波,簡直像天方夜譚。 

 他是標準的科班生,從小學的是牛頓力學、物質、運動等等概念。 

 物質和波是涇渭分明的兩種現象。 

 雖然出了光子這種難以捉摸的存在。 

 但畢竟光子是光速的,有一些特殊性質也好理解。 

 然而電子不一樣啊! 

 它是實實在在的物質,和蘋果、地球一樣。 

 這樣的存在怎麼可能是波呢? 

 這直接顛覆了莫里斯幾十年的科學三觀。 

 無論如何也不能接受。 

 但是德布羅意卻沒有這麼多思想包袱。 

 他是從文轉理的,這反而讓他能擺脫固相思維的束縛。 

 “電子為什麼不能是波呢?” 

 他對於布魯斯教授的觀點著了迷。 

 但是,觀點只是觀點,要想形成論文,還需要嚴格的理論邏輯推導。 

 而這大半年的時間,德布羅意就是在為此奮鬥。 

 他仔細回顧了布魯斯教授理論證明光的波粒二象性的過程。 

 從中得到了靈感。 

 根據質能方程:e=mc2。 

 根據量子論中的李-普朗克公式:e=hv。 

 基於這兩個公式,德布羅意做了一個大膽的假設: 

 粒子與波具有相同的特性! 

 他認為在量子的世界內,二者可以被看成是同一種表述。 

 所以,對於電子而言,就可以得到: 

 mc2=hv。 

 但是這裡就存在一個問題了。 

 電子它畢竟是物質粒子,它不能像光子那樣以光速運動。 

 所以,德布羅意需要想辦法去掉光速c這個物理量。 

 把它變成普通的波動關係。 

 為此,他用群速度和相速度之乘來代替光速。 

 光是一種電磁波,而群速度和相速度就是波動學中的概念。 

 簡單理解一下。 

 假設一個波動的曲線是正弦曲線。 

 那麼相速度就是指波峰或者波谷的傳播速度,用u表示。 

 而群速度是指從0到2π這一組包的傳播速度,用v(群)表示。 

 經過推導後,對於光這樣的電磁波而言,其波速的平方c2=uv(群)。 

 因此,公式就變成:muv(群)=hv。(1) 

 又根據相速度除以波長等於頻率,即v=u\/λ,(2) 

 結合(1)(2)

可得: 

 λ=hu\/muv(群)=h\/mv(群)。(3) 

 到這裡後,還差最後的臨門一腳。 

 那就是如何把群速度和電子的運動聯繫在一起。 

 群速度是波的性質,電子的運動是粒子的性質。 

 這兩者怎麼結合呢? 

 德布羅意思考半年之後,終於找到了答案。 

 他再次給出一個大膽的假設: 

 他認為電子的波動性和粒子性是同時存在的,電子就像是衝浪的人,它的運動是隨著波動進行的。 

 (導波理論,過於複雜了,不便展示) 

 根據這個假設,就能把電子的動量和波動聯繫在一起。 

 最終得出:動量p=mv(群)。(4) 

 結合(3)(4),德布羅意得出了一個匪夷所思的公式: 

 λ=h\/p。 

 電子的波長λ,等於李-普朗克常數除以電子的動量。 

 這表明電子確實具有波動性。 

 波粒二象性在電子上得到了完美體現! 

 德布羅意甚至更進一步大膽推測,他在論文中寫下: 

 “波粒二象性不止是光子才有。” 

 “一切微觀實物粒子,包括電子、質子等,都有波粒二象性。” 

 “更進一步,宏觀物質同樣具有波粒二象性。” 

 “萬物皆在波動!” 

 轟! 

 德布羅意甚至被他自己寫的內容震撼了! 

 他不僅在布魯斯教授的基礎上,詳細而嚴密地推導出電子具有波粒二象性。 

 甚至根據他的公式,可以推廣到任何物質都表現出波的性質。 

 德布羅意把這種波命名為【物質波】。 

 意為是物質本身具有的波動性質! 

 此刻,德布羅意呼吸急促,渾身顫抖。 

 那是激動到極致的表現。 

 他這篇論文把布魯斯教授的光的波粒二象性帶到了巔峰的境界! 

 “呼!” 

 不知過了多久,德布羅意終於平靜下來。 

 他站起身,走到窗前,看著窗外的天空大地,內心澄澈。 

 這一刻,他對布魯斯教授感激到了極點。 

 “沒有布魯斯教授,就沒有物質波,也沒有我德布羅意的今天。” 

 他是下一任的公爵繼承人,他家的豪宅傳承了幾百年,家族財富數不勝數。 

 身邊美女如雲,往來皆達官顯貴。 

 然而這一切,在德布羅意看來,都如過眼雲煙。 

 何以解憂,唯有物理! 

 “我乘波而來,亦乘波而去。” 

 轟! 

 聲音飄渺,直衝雲霄!