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关于“波粒二象性”之“导波”诠释的诠释和判决实验设计

已有 490 次阅读 2023-12-8 09:26 |系统分类:教学心得

关于“波粒二象性”之“导波”诠释的诠释和判决实验设计

李维纲

物理学界,自从发现“电子也有波动性”后,微观世界的“波粒二象性”一直是一个令人费解的谜团。为了解释其中“波”和“粒子”究竟是什么关系?主要有哥本哈根学派的“几率波”诠释和德布罗意的“相位波”或曰“导波”诠释。

“几率波”诠释仅仅停留在现象层面,将“波”解释为“粒子”在空间出现的“概率”大小不同,没有深挖为什么“粒子”在空间出现的概率大小不同?

“导波”诠释则可以解释,为什么“粒子在空间出现的概率大小不同?”,是由于粒子运动要受到导波的制约,粒子运动和导波之间要遵循“相位和谐原理”。愚以为,导波诠释符合人类认识追求不但“知其然”,还要搞清因果关系,“知其所以然”的正确方向上,唯其诠释要素“相位波”的存在性长期缺乏物理实证,是一个悬而未决的疑难问题。

愚以为,长期令人感到虚无缥缈的导波,并不神秘,其本质就是“电磁波”。其理由如下:

1. 考虑仅有一个电子运动的物理情景,只要楞次定律仍然有效,也就是麦克斯韦尔方程组里的那个负号仍然有效,也就是能量守恒原理仍然有效,那么,该电子就不可能做严格意义上的“匀速直线运动”,必然是“忽进忽退,忽快忽慢”的直线运动;从而,在电子运动所在直线上,各个等长微小线段内,检测到该电子的几率大小是不同的,这和主流的“几率波”诠释是一致的。

2. 作为“导波”的“电磁波”,早已是物理学有深入理论认识和丰富检测手段的对象,为什么从来都没有被实验检测到呢?这是因为:在“相位和谐”状态,电磁场能量用于反复对电子运动加减速过程中了,电磁波只存在于运动电子附近的空间,并不能向外辐射能量,不能被仪器检测发现。

3. 由于单电子在双缝实验时,狭缝可以破坏自由空间里的“相位和谐”状态,使得,当单电子从一个狭缝穿过时,有一部分电磁波能量从同一狭缝穿过;还有一部分电磁波能量从另一个狭缝穿过,电子的落点由两部分电磁波的干涉波场决定。如此可以合理解释:a.为什么大量单电子双缝实验结果的图样不等于两个单缝衍射图样的叠加;b.为什么大量单电子双缝实验会出现干涉条纹;c.为什么人为检测电子究竟从哪个狭缝穿过时,干涉条纹会消失。

4. 预言:因为狭缝可以破坏自由空间里单电子和邻域电磁波的“相位和谐”状态,伴随着电磁波能量向电子邻域以外的空间辐射逸出,因此,可以在电子穿过狭缝前这个时空节点,检测到外逸的电磁波能量,通过实验证实电磁波就是德布罗意期盼的“导波”。




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