波粒二象性boli erxiangxing

微观粒子运动的特性。微观粒子既有微粒的性质，又有波动的性质，是微粒性和波动性的矛盾统一体。现代研究表明，微观粒子无论是光子、电子以及其他基本粒子在极微小的空间内做高速运动时，有时显示出波动性 （这时粒子性不显著），有时显示出粒子性 （这时波动性不显著）。这种在不同条件下分别表现为波动和粒子的性质，或者说既具有波动性又具有粒子性，就称为波粒二象性，简称二象性。微观粒子的二象性，最早是从光的二象性开始的。
经过二百多年的研究，20世纪初，人们终于认识到光既具有波动性，又具有粒子性。波动性和粒子性是光表现出来的两方面的属性。它们彼此互相联系，并在一定条件下相互转化。一般说来，与光的传播有关的现象，如干涉、衍射、偏振等，光的波动性表现突出。光是一种频率很高的电磁波，它的频率在(3.9～7.5)×10¹⁸S^-1之间； 而涉及光和实物相互作用有关的现象，如发射、吸收等，光的微粒性表现突出。光既是一种电磁波，又是光子流。表征微粒性的物理量 (能量E、动量P) 和表征波动性的物理量(频率ν、波长λ) 之间有如下关系：
E=hv P=h/λ
普朗克常数h把光的波动性和粒子性定量地联系起来了，体现了二象性物理量间的内在联系。

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波粒二象性boli erxiangxing

指微观粒子具有波动和微粒的二重性质。是微观粒子普遍的基本属性之一。光的二象性是这种普遍性质的特殊情况。关于光到底是微粒还是波动，早在17世纪就有两种不同观点。一种是以笛卡儿、胡克、惠更斯等为代表的波动说。认为光是从媒质的一部分依次向另一部分传播的一种运动，正如声波、水波一样。另一种是以伽桑狄、牛顿为代表的微粒说，认为光是由发光物质发射出来的一些很小的物体。在19世纪以前，由于种种原因，微粒说一直占统治地位。19世纪以后，托马斯·扬和菲涅尔等人发展了光的波动理论，成功地解释了光的干涉、衍射等现象，初步测定了光的波长，并根据偏振现象确定了光是横波。这一系列成功，使光的波动说又复苏起来。到19世纪30～40年代，麦克斯韦电磁场理论的建立，把对光的认识又推进了一步。他提出光是一种电磁波，从而确定了光的电磁波本性，并被赫兹用实验证明。光的电磁波理论，把光和电磁现象联系和统一起来了，它是机械波动理论的发展，但仍属于经典物理学的范围。20世纪初，光压测定的实验证实了电磁波的物质性。使人们认识到电磁场是一种特殊的物质，而电磁波是这种特殊物质运动状态以波动形式的传播。所以光波是物质的一种形态，是高速运动着的特殊物质。到19世纪末、20世纪初对黑体辐射、光电效应的研究，暴露了经典物理学的缺陷，促使普朗克于1900年提出能量子假设，爱因斯坦于1905年提出光量子假说，圆满地解释了光电效应，建立了光的量子理论。至此，人们对光的本性的认识达到一个更深的层次，即认为光具有波粒二象性。在普朗克和爱因斯坦关于光的粒子性理论取得成功之后，面对在微观世界中建立描述实物粒子运动规律所遇到的困难。德国青年物理学家德布罗意考虑到，如果光有波粒二象性，物质或许也有波粒二象性。他认为19世纪在对光的研究上，只重视了光的波动性，忽略了光的微粒性；而在对实物粒子的研究上，则可能发生相反的情况，即过分重视了实物粒子的微粒性，而忽略了它的波动性。因此在1924年他提出了微观粒子也具有波动性的假设。另外，在其他一些实验中也观察到原子、分子、中子等微观粒子的衍射现象。这些说明了波动和粒子的二重性确实是微观物质世界的普遍性质，而光的二象性是这种普遍性质的特殊情况。
在不同的条件下，二象性可以突出表现出不同的方面。当波长越长，则波动性越容易表现，粒子性不明显；反之，则粒子性容易表现，而波动性不明显。宏观物体其物质波波长极短，其波动性很难表现，可认为只有粒子性。光波和实物波是不同的。光波是电磁波，是一种特殊形态的物质一场。电磁波是电磁场本身周期性的变化在空间以波动形式传播。而实物波是指实物粒子在空间分布概率变化的波动。量子电动力学将电磁场量子化，把麦克斯韦方程变换成量子形式，并用波函数来描述电磁场的量子状态，由此建立概率波和电磁波的联系，进一步解决了光子与电子、正电子偶的相互转化问题。从理论上说明了场和实物的相互转化和统一性，从而更深刻地揭示了微观世界波粒二象性的意义。

波粒二象性

微观粒子在不同条件下分别表现为波动和粒子的性质。

波粒二象性

wave-particle duality