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光的简史37: 德布罗意波被实验证实 导致波粒战争全面升级 1925年4月,戴维逊和革末在做一个有关电子的实验。当电子通过镍块后,戴维逊和革末瞠目结舌,久久说不出话来。他们看到了再熟悉不过的景象:X射线衍射图案!可是,这里并没有X射线,只有电子。人们终于发现,在某种情况下,电子表现出如X射线般的纯粹波动性质来。电子,无疑是一种波。 更多的证据接踵而来。1927年,G•P•汤姆逊通过实验进一步证明了电子的波动性。他根据实验数据算出的电子行为,跟德布罗意的预言完全吻合。 “电子居然是个波!”这个爆炸性新闻,很快就传遍了波动和微粒双方各自的阵营。刚刚还在康普顿战役中焦头烂额的波动一方,这下扬眉吐气了。光子的反击,在波动的眼中突然变得不值一提了,连电子这个老大哥都搞定了,还怕小小的光子? 不过,这次波动的乐观态度未免太一厢情愿,高兴得过早了。德布罗意认为,当今的辐射物理被分成粒子和波两种观点,这两种观点应当以某种方式统一,而不是始终地尖锐对立,这不利于理论的发展前景。对于微粒来说,讲和的提议自然是无法接受的,但至少让它高兴的是,德布罗意没有明确地偏向波动一方。微粒一方也随即展开反击,光究竟是粒子还是波都还没说清,谁敢那样大胆地断言电子是个波?让我们看看电子在威尔逊云室里的表现吧。 在威尔逊云室里,水蒸气在尘埃或离子通过的时候,会以它们为中心凝结成一串水珠,从而在粒子通过之处形成一条清晰可辨的轨迹。用这个云室可以观察电子和其他粒子碰撞的情况,结果它们的表现完全符合经典粒子的规律。在过去,这或许是理所当然的事情,但现在对于粒子军来说,这个证据是宝贵的。 捕捉电子位置的仪器也早就有了,电子在感应屏上,总是激发出一个小亮点。波动怎么解释这个呢?哪怕是电子组成衍射图案,它还是一个一个亮点这样堆积起来的。如果电子是波的话,那么理论上单个电子就能构成整个图案,只不过非常黯淡而已。可是情况显然不是这样,单个电子只能构成单个亮点,只有大量电子的出现,才逐渐显示出衍射图案来。 现在的问题,已经不再仅仅是“光到底是粒子还是波”,而是电子到底是粒子还是波、你和我到底是粒子还是波、整个物质世界到底是粒子还是波的问题了。#物理 #科学实验 #科普 #知识创作人 #电子
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