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波粒二向性

波粒二象性(wave-particle duality)是量子力學中的一個核心概念,指的是微觀粒子或量子既可以部分地以粒子的形式描述,也可以部分地以波的形式描述。這一理論表明,在量子領域,經典的「粒子」與「波」概念不足以完全描述物理現象,意味著微觀粒子在不同條件下可以展現出波動或粒子的性質。

例如,電子可以表現出類似於光波的乾涉和衍射現象,同時也表現出類似粒子的特性,如特定能量的吸收或發射。波粒二象性的概念最早由德布羅意在1924年提出,他提出了「物質波」假說,認為所有物質都具有這種雙重性質。

此外,雙縫乾涉實驗等經典物理學實驗也證明了波粒二象性的存在。在量子力學中,粒子的波動性質和粒子性質可以通過不同的數學方程來描述,如薛丁格方程用於描述波動性質,而費米方程則用於描述粒子性質。這些方程的結合使用,為理解波粒二象性提供了理論基礎。