问了自己一个简单又深刻的问题,就是既然具有波动性的光现在是粒子,那么这个具有粒子性的电子他是不是也可以是波呀?那么他就从爱因斯坦的两个描述光量子的方程,这个 e 等于 h 六,还含有这个 p 等于 h 六除以 c 入手, 推导出了电子的波长方程,就是拉姆拉等于 h 属于 p, 这就是德布罗伊方程,看起来非常的简单,这个电子的波长就等于普朗克长数除以电子的这个动量,就表明了电子具有波动性,称为物质波。 这个发现就可以解释博爱的原子模型中,为什么电子他就只能占据一些特定的轨道,那么为什么电子在占据了这些特定的轨道以后就不辐射能量?那么在解释电子的行为之前,我们还是先来看一下这个宏观事业 中的一个例子,就是,呃,一条吉他弦,当你现在用手拨动这个弦的时候,就会在这个弦上形成这个柱窝,这个柱波的波长跟这个弦长总是满足这样的关系,就是这个弦长他总是等于半波长的整数倍, 在吉他弦上就不可能形成这个不完整的半波长,那么我们现在看到的这个图片就显示了弦长还有波长之间的关系,那么第一个弦长就等于 一倍的半波长,那么这个就是两倍的半波长,然后是三倍的半波长,四倍的半波长,那么五倍六倍,就是这样, 你看这就他就不存在这个不完整的斑驳长。如果我们现在将这个吉他弦两头就是连接在一起,这是不是就形成了一个闭合的这个圆环,那么在这个闭合的圆环上也一样,这个 环的周长只能容下整数倍的半波长。那么现在将这个关系就是应用到电子波和这个电子轨道周长上,我们也能够知道这个电子的轨道周长他只能容下电子半波长的整数倍, 正是这个整数位的限制,就使得原子弹的这个电子轨道是不连续的,而是特定的这个一些轨道。那么更为重要的是,如, 如果我们现在把电子就是看成围绕在圆子和周围的一些柱波,那么是不是就不存在这个我们想象出来的这个圆子这个小球了?那么没有了这个小球,是不是就不存在这个加速度的问题了?那么没有这个这个加速度就不存在这个电磁辐射的问题了, 电磁辐射就没有那个能量损耗,没有能量损耗是不是就不存在?哎,一开始不按原子模型的就是卢瑟夫原子模型的问题, 也就是这个电子他会掉入这个原子核的问题,所以德布罗毅就用这个物质波很好的解释了不外原子模型中的那些令人不满意的假设,就是他假设出来的这个轨道呀,假设 出来这个电子在这个轨道他不辐射能量,他就不掉入这个原子核,那么德国罗毅就从就从这个最基础的层面上解释了电子的行为。不过这里又出现了一个新的问题,就是电子他可不像光子呀,他是实实在在具有质量的例子。现在你又说这个电子具有了波动性, 那么粒子性还有波动性,这是两个非常冲突的概念,我们一般会认为这个粒子就是粒子,他有波就是波,那不,你根本就想不到这个既是粒子又是波的东西,所以得不劳逸。他当时也说不清楚应该怎样 去描述电子,所以他在一九二四年向所邦学院提交的论文中,只是简单的解释了一下,他认为电子的这个粒子性和这个波动性可以同时存在。这个电子就像是一个冲浪的运动员一样,他乘播而来,又乘播而去, 这就是他以后提出了这个导播理论的出行就是这个拨位。电子就是指引了前进的方向,提供了前进的动力,那么没有拨的电子就像是瘸子没有了拐棍, 呃,就像是近视眼没有了眼镜一样,那么没有电子的波就像是拐棍失去了主人,那当然也就像眼镜失去了主人一样。这篇论文提交以后,当时索邦学院的三位教授让佩兰、查尔、斯莫甘还有这个爱理家当没有一个人能够看懂,所以就从这个法 法令西学院把朗志万请了过来。朗志万是他们中唯一一个能够懂这个相对论和量子论的人。不过朗志万看了路易斯的 这个论文以后,也不好发表自己的意见,因为这位学生的身份比较特殊,所以就需要找一个呃,德高望重和德布罗伊家族就是没有关系的人帮忙看一下,因为给出一个意见,所以他们才好做出判断。那么朗中啊这时就想到了爱因斯坦, 因为爱因斯坦从多次提到过这个光的黯然星,所以朗中啊也相信这篇论文也是爱因斯坦就是急需看到的,所以就不出所料,爱因斯坦还真的就给出了一个极高的评价,说这是赵道物理学中最大难题的第一缕阳光。
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我们举个例子啊,比如说有一个子弹,这个子弹呢,在空中高速的飞行,它的质量呢,是零点一千克 啊,他的速度呢,是三百米每秒。哎,我想问说,这个子弹的波长是多少啊?以前我们认为子弹是个例子,他不应该有波长。德布罗伊说有,他说呀,这个波长拉姆的就等于普朗个长数六点六三乘以十的负三十四次方交而秒, 交而秒,然后呢?再除以啊,再除以质量程速度,质量是零点一千克,速度是三百米每秒, 你把这些数都带进去,最后答案是二点二一乘以十的负三十五次方米。哎,这个波长非常非常的短,为什么呢?就是因为普朗的长数太小了,虽然波长非常非常短,但他也有你, 你测不出来,不等于他不存在,对吧?所以德布罗伊呢,就说,你看啊,食物粒子也有波动性,他的波长就是这么算的啊,写完了这个论文呢,写了两页纸,交给他导师了,他导师叫朗之万,导师怒了啊,说,哪有博士论文写两页纸的对吧?啊?但是德布罗伊说,我不行,我就只能写两页了,再多我也写不出来,你看着办吧, 在导师党这边也惹不起这个官二代,所以想了个办法,哎,我这么干,我把这两页纸啊写成一封信,我寄给爱因斯坦 啊,给埃斯坦说,埃斯坦同志,你看啊,我这有个学生名字叫德布罗意,这德布罗意呢,他看了你的这个玻璃二线性理论之后,他发展了一下,他说呢,粒子也有波动性,你看他说的对不对 啊?你要说他对吧,他就毕业了,他要是毕业了呢?他是法国公爵啊,所以以后你来法国的话,肯定会很受欢迎的。意思就是说,如果你说他不对,那好,你也以后不用来了,对吧?爱因斯坦这老油条一看,哦,那他说的很有道理嘛,回了一封信,结果拿着爱因斯坦的回信,得不得已就毕业了。毕业 之后呢,德布罗伊的工作就跟他屋里没有什么关系了啊,整天就玩啊玩,玩了几年之后,这诺贝尔奖开始琢磨诺贝尔奖该给谁的时候,突然发现德布罗伊说的好像是对的,于是决定把诺贝尔奖授予给德布罗伊,他是世界上第一个凭借博士论文拿到诺贝尔奖的人。 这个故事听起来很有趣啊,但实际上这个故事是后人杜撰的,得不得意呢,不是一个不学无术的官二代,而是一个具有深刻洞察力的科学家,他研究出来这个关系也不是一拍脑袋拍出来的。而经过长期的思考,咱们来看一看他是怎么得出这个结论的。


