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能 量 拍 脉 动 与 波 粒 二 象 性

2012-05-28田瑞生

山西广播电视大学学报 2012年3期

□田瑞生

( 中北大学理学院,山西 太原 030051)

相对论理论与量子理论并称为近代物理的两大支柱,在此基础上物理学发展迅速,并取得了辉煌的成就;但是两个理论所对应微观物理图象的不协调也是物理学界一直有争论的问题。

一、自由粒子能量的拍脉动

爱因斯坦在解释光电效应时引入了光子的概念,并给出了光子的能量E=hν。对于质量为m0的实物粒子,相对论理论给出其静止时的能量E0=m0c2。本文认为所谓能量则不应该是静止的,而应该是活跃的。如果把能量理解为单位时间内物质的活跃度,那么实物粒子的能量就可以类比于光子能量的形式给出。德布罗意曾把实物粒子的能量表示成如下形式1):

E0=m0c2=hf (1)

本文认为光子能量中出现的频率是光的波动频率,如果认为能量有脉动,则脉动频率应该是波频的两倍。对于质量为m0的粒子,其能量脉动频率应满足如下关系:

其中h为普朗克常数,f0为粒子能量的脉动频率。当粒子运动时,其能量为E=mc2,相应的脉动频率f满足:

粒子运动时的脉动频率要高于粒子静止时的脉动频率(运动时间延缓)。如果具体考虑粒子运动时能量的脉动,由于运动时快脉动的主体是一个慢脉动,因此会产生拍脉动现象。相应的拍脉动频率fp满足:

Ek为粒子的动能。当粒子以速度v在空间运动时,其拍脉动峰值的空间间距为:

二、德布罗意波长与薛定谔方程

当粒子在空间运动时,其能量会形成拍脉动,时空形态如同波传播。对(5)式取经典近似,可得到脉动波的空间波长为:

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