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第179篇 W波量子论第二定律 一、德布洛意发明物质波 1、1900年卜朗克研究黑体热辐射时发现辐射能E的量子性，有最小能量单元（后名为卜朗克常数h），辐射能E只能取h的整数倍，此倍数即频率f，有 E = h f （8—1） 2、1905年爱因斯坦创造了光量子，认为光既有波动性还有粒子性，使量子性由热辐射推广到光辐射（后来知道热幅射也是光幅射）。1907年爱因斯坦发表《相对性原理及其结论》，得爱因斯坦质能公式： E = m c2 （8—10） 式中，m为粒子质量，c为光速。此时若联系光的波动公式 λ=c/f （8—11） 以及卜朗克量子公式 E = h f （8—1） 即可得到： λ= h / m c （8—12） 此式很好地表达了爱因斯坦的光既有波动性又有粒子性的思想。 3、1924年法国物理学家德布罗意提出，不仅光有波动性和粒子性 λ= h / m c ；而且，匀速直线运动的电子也有粒子性和波动性，电子伴生一个平面单色波，称为ψ波，或物质波，最简单的表示为： λ= h / m V （8—13） 式中，m 为电子质量，V为电子速度，λ为物质波波长。把微观粒子的匀速直线运动既看成是粒子的惯性运动，又大胆地看成是一列平面单色波ψ波（即德布罗意物质波）是创举。 二、薛定锷方程 波尔的原子论描述了电子在势场中的状态，这是一种电子被约束的状态。德布洛意波则描述电子的自由运动状态——匀速直线运动状态，这是非约束状态。1926年奥地利物理学家薛定锷把以上两个理论结合起来，认为：在势场中的微观粒子与自由状态一样，仍具有波粒二象性。他利用波尔原子论中微观粒子在牛顿势场中动能W与势能U之和，即总能量E为常数的原理， E=W+U=常数 （8—14） 得到如下物质波量子论的基本方程——薛定锷方程： d2ψ/dx2+ 8π2m/h2·（E-U）·ψ=0 （8—15）ψ称为波函数 三、海森伯发明几率波 德布罗意认为匀速直线运动的电子是粒子，同时还伴随着一个平面单色波，称为ψ波、或物质波。但是，在空间中却找不到或者说检测不到这个名为ψ波的物质波。 德国物理学家海森伯1927年发明了几率波的新概念，提出了不确定原理。他认为，电子束的衍射图象和光束的衍射图象都已经证明了微观粒子的几率分布存在波动，物质波并不存在，所谓ψ波实际上是几率波，而薛定锷方程中波函数ψ振幅的平方即几率密度。 海森伯的置疑和新解得到大多数物理学家的支持，薛定谔和德布罗意也先后放弃物质波的理解。于是物质的波动变成几率的波动，薛定谔方程被视为几率波量子论的基本方程。 四、W波量子论第二定律 德布罗意认为，匀速直线运动的电子是粒子也是波，该电子伴生一个平面单色波，称为ψ波，或物质波，这观点只对了一半。因为伴生的不是物质的ψ波，而是非物质形态或亚物质形态的W波。至于海森伯的几率波，正如爱因斯坦所说，只是“暂时的便宜手段”。因为，几率波是被 W波所操控。 经过《量子论之新解》等三个专辑数十篇文章的铺垫，已可以概括出如下的 W波量子论第二定律： 当质量为ｍ的微观粒子（例如光子或电子）在自由真空（即初始物质基态、真空场、W场）中以速度V作匀速直线运动时，会激起超光速的W波，W波的波长β= h/ｍV ，W波是微观粒子在自由真空中伴生的非物质形态、或亚物质形态的波动。 笔者 2007年6月8日 W波量子论第二定律的数学描述可用W波的波函数Ψ（x）表达： Ψ（x） =Ψ。e+i（2πmv/ h）X （8—31） W波波函数（8—31）式显示的物理意义如下： 1、激发W波：质量为m的电子以速度V在自由真空作匀速直线运动时，将在自由真空（即真空场、W场）激发一个W波动 e+i（2πmv/ h）X，Ψ。为该波动的振幅。 2、同方向：因电子沿+X轴运动，它激发的W波也沿+X轴方向运动，二者同向。 3、没有质量、能量的意义：e+i（2πmv/ h）X 指数中的“i”恰当地表明了 W波是非物质（或亚物质）的波动，没有质量、能量的意义。 4、超光速的波动：非物质（或亚物质）的波动是在现代物理学框架之外的，通过指数中的“i”巧妙地表示W波是超光速的波动。 5、共生性：由（8—31）式可知，当电子的运动终止，即V = 0 ，有 Ψ（x）=Ψ。e+i（2πmv/ h）X =Ψ。·1 = Ψ。（8—33） 此时，波函数Ψ（x）变成一条直线，表明W波动不再存在, 表示波动振幅的Ψ。也因此而无意义。所以，（8—31）式很好地表示了电子的匀速直线运动和W波的共生关系。 6、凡动量为0，即无W波：（8—31）式显示，若m = 0 ，也不会有W波产生。可概括为 凡动量为0，即P =ｍV = 0，则无W波。 （请参看后面的“第190篇 W波波函数和空间分布”和“第191篇 W波量子论第二定律的数学表达”两文的相关内容） （转载自张天健_560的博客） (责任编辑：admin) |