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!