从光电效应、波粒二象性到阿秒脉冲——2023年诺贝尔物理学奖

2023年诺贝尔物理学奖被授予皮埃尔•阿戈斯蒂尼、费伦茨•克劳斯和安妮•吕利耶,以表彰他们在阿秒脉冲的实验实现上作出的先驱性贡献。从电磁波的概念孕育之初到光电效应的揭示,再到激光与高次谐波的发现,人类渐渐揭示了光与物质交织舞蹈的深层复杂性。阿秒脉冲技术如同一把精致的钥匙,解锁了之前无法触及的物理世界的极短时间尺度的奥秘。如今,阿秒脉冲技术已广泛应用于能源、信息科技、医学等领域的研究,为我们提供了一种强大的探测手段。随着技术的不断发展和完善,我们有理由相信,在不远的将来它将在基础科学的探索和工业的革新中,产生更多意想不到的突破和飞跃。

关于量子力学中引入波粒二象性的教学尝试

量子力学是近代物理学的基础理论之一,也是伴随着假设争论建立起来的理论。然而在教学过程中,若直接给出波粒二象性这一基本假设,学生理解起来会显得尤为困难。因此基于教学实际和前人的研究,本文从经典的电磁理论出发,根据波动光学和几何光学的描述方法,以及程涵方程的形式,假设光对应一种实物粒子。进而由普朗克的量子化条件,讨论了光的波动性和粒子性之间的联系,推导出了普朗克-爱因斯坦关系以及德布罗意关系,体现了光和实物粒子的波粒二象性。

量子力学中波粒二象性的教学改革与实践

以波粒二象性的教学为例,分析了目前量子力学课程教学过程中存在的问题,从教学内容、教学方法和教学效果评价3个方面进行了教学改革探索。实践表明,教学改革对策有助于提高学生学习的积极性和课堂的参与度,能够帮助学生更好地理解和掌握量子力学的基本概念和方法,能促进学生科学思维的形成和创新能力的提升。

“第三种波粒二象性”的揭示及其“波粒二象关系式”与“巨光子炮”

基于"经典电磁场按光子对应分解"而揭示了与爱因斯坦、德布罗意分别于1905、1923年揭示的"光的波粒二象性"、"实物粒子的波粒二象性"相并列的"第三种波粒二象性"并把这"三种波粒二象性"和谐地统一起来,进而揭示了微观客体的"π型三重波粒二象性";接着,通过对"π型三重波粒二象性"的数学抽象而得到了"波粒二象关系式",给出了"波"与"粒子"关系的数学表达并介绍了反导武器"巨光子炮"的工作原理;最后,还对"三种波粒二象性"的和谐统一理论进行了初步验证与展望。

由“波粒二象性”看股指波动律

最近两周,上证指数涨跌交错,阴线阳线间隔出现,市场先生似乎故意把方向隐藏起来,让人捉摸不透。那么,面对迷一样的走势,指标、浪形、时间窗口等技术分析工具还有用吗?先来看上证指数日K线。(见图一)由图一可见,从2月初到3月初,上证指数逐波上行,直至创出3342.86的近期高点。

词波粒二象性初探

词、句、乃至语言的实体单位和词的界限问题统称为“索绪尔困境”。“索绪尔困境”其实是一种思维视角上的困境。词的微观结构是具有层次性的，首先词是粒象的，同时也是波象的，是波粒二象的对立统一。如果我们以词的波粒二象性来看待语言，就会发现词可以是句子，句子也可以是词，句子是词的衍射及其运动过程中的波浪。单纯从语言的单位来看词与词之间的界限，就陷入了单一的粒子思维模式的困境中。如果以词波粒二象性来看待“索绪尔困境”，就打破了索绪尔的粒象思维模式，其困境也就迎刃而解。词波粒二象性理论为我们认识词的微观结构、了解词微观与句宏观的相互关系奠定了理论基础。

人类学研究的“文化范式”——“波粒二象性”视野中的文化与社会

文章通过对"文化"概念在人类学中演变的探讨,思考以"文化"作为核心概念的相关人类学研究范式,进而在与社会学之"社会"研究范式比较的基础上,提出在人类研究中"文化"与"社会"波粒二象性的理解。一些人类学家焦虑于"文化"概念的被滥用和庸俗化倾向,但是从另一方面看,文化概念具有广泛的人类和社会现象的普适性和包容性,应该提炼出这一特性的学术内涵,即"文化是人类遵照其相应的自组织规律对人类及其社会事物的各种联系,运用信息进行秩序创造并共享其意义的具有动态再生产性的编码体系"。

波粒二象性理论的若干问题

论述了光波和物质波的波粒二象性理论的发展 ,讨论了该理论的存留问题。认为光子的静质量和光子的内部结构仍是科学中的关键性疑点。指出 ,虽然波粒二象性成立的前提是波长足够小 ,但在现有理论中却提不出一条清晰的界线。讨论了光波和电磁波是物质还是物质属性的问题。提出了对deBroglie波超光速相速的疑问。分析表明 ,如何建立电磁脉冲的粒子形象的问题仍需解决。此外 ,探讨了当电磁脉冲以超光速传播时相对论是否受破坏。最后 。

论知识的“波粒二象性”与知识管理

本文将知识的二重性与粒子的波粒二象性进行了跨学科的联系,在粒子二重性的基础上分析了知识的“波粒二象性”,并推广到与知识密切联系的知识管理领域。

波粒二象性研究中的历史学与方法论思考——洛仑兹-康普顿佯谬及其双胜判决性实验

本文通过对现代物理学发展过程的历史学与方法论反思,在阿恩特、哲瑞克、布鲁尼、莫雅特等人工作的基础上把实物粒子的波粒二象性、经典物理(世界)与量子物理(世界)的界限以及量子退相干问题推进到了电磁场的经典与量子界面上,并就反康普顿散射的经典理论与量子理论进行了比较研究,发现了洛仑兹-康普顿佯谬并设计了一个敏感而可行的双胜判决性实验。不论该实验给出肯定还是否定的结果,都会推动物理学的发展。因此,本文提供了一个引导物理学发展方向的判决性实验并展示了历史学与方法论思考将科学研究逼上成功之路的一个生动案例。

关于微观粒子波粒二象性的新解释与检验实验

通过理想实验分析微观粒子相干涉时玻恩的几率解释出现的矛盾,提出了微观粒子波粒二象性的新解释,给出了检验新解释的实验设想.

论基本粒子结构模型及波粒二象性的统一

简述了基本粒子模型的研究现状,分析了目前被普遍关注的模型所面临的问题及困难。从物质有限可分出发,根据辩证法"虚"与"实"的对立统一原则和中国古代"元气论",提出了一种自然可理解的基本粒子模型,其结构为真空物质形成的"自旋储能体"。该模型真正统一了微观粒子的波粒二象性,并由此解释了基本粒子的自旋、质量、电荷及四种基本作用力的本质。最后提出了验证该模型的实验方案。

如何帮助学生理解和掌握波粒二象性?

物质的波粒二象性是量子力学中最基本、最重要的概念，也是微观世界最根本的属性。而这一知识对于中学生而言是一个全新的领域，也是教学中的一个难点。本文针对中学原子物理教学中关于波粒二象性的教学内容，按照从形象、生动再到抽象、复杂的步骤进行了详细的分析，以便学生能够较容易地掌握这个重要的概念。

波粒二象性理论与波速问题探讨

速度是宏观的概念;在量子力学中速度表示什么,本来无法回答。在半经典理论中,为重新定义速度,可取v→=▽S/m[m是粒子质量,S满足ψ=Aexp(j S/h)]。这样虽建立了速度与波函数的联系,却不是波科学中必需而有用的波速概念。真空中光速c是一个普遍性基本物理常数,量子力学显然也需要这个参数,亦即新波动力学需要这个物理量。从人类实践过程和结果看,科学家若企图确定c的最精确值,必须依靠标量方程c=fλ这样的标量描述才能实现。现代物理学认为波速度(相速vp、群速vg)是标量而非矢量。波动具有独特的科学性质,其规律与经典力学不同,它需要量子力学支持,又不等同于严格的量子力学。目前尚无单独一个理论能完美解释波科学问题,处在经典物理和量子物理并用的局面。电磁场的量子化过程为光的波粒二象性提供了基本的数学诠释,即连续展布于空间的电磁场在量子化后得到光子。尽管如此,"光子是什么"的难题仍困扰着科学家。通常认为电子的物质波是几率波,光子的波动是电磁波而非几率波。但在分析处理双光子纠缠时又在使用几率波理念,这样光子的波是什么仍未解决。另外,电子几率波与Schrdinger方程对应,但有一种观点认为光子几率波尚无可对应的波方程。另一方面,物质波相速的物理意义并不清晰;而de Broglie波的相速是超光速的,对此还需要更多的说明。类似的许多例子表明,波粒二象性仍是现代物理学中的一个待解之谜。最后,近年来对负波速(NWV)的研究既使波科学更加丰富,也为发展理论思维提供了新的契机。

光的波粒二象性的实验演示

用光子计数仪作光强检测装置 ,通过测量衍射后的光子计数的空间分布来演示光的波粒二象性 .

论刑法之波粒二象性——以交往行为理论为视角

刑法具有波粒二象性,即必须从个体理性与公共理性两个向度才能圆满地解释刑罚的本质属性。报应主义与功利主义分别立足于道德与伦理,试图通过对个体理性的考察而推导出作为公共理性之刑法的正当性,无疑犯了偷换概念的错误。交往行为理论不仅承认个体理性与公共理性的分野而且提供了二者进行沟通、交汇的管道,为反思、改革刑法理论提供了一种可能性。

波粒互补性与等价性之争——哥本哈根学派关于波粒二象性的历史争论

文章从历史的角度分析和阐述了海森堡和玻尔关于波粒二象性争论之间的不同观点,主要关注1927年以后玻尔的波粒互补性和海森堡波粒等价性之间的争论,使人们更加深入地了解量子力学解释中哥本哈根学派内部的争论及其实质,更加深入了解海森堡的物理学哲学思想。

“波粒二象性”的新说与古论

自17世纪以来,在科学发展300多年的时间区间里波动学说和微粒学说争持不下,各领风骚上百年。经过众多科学家不懈探索、科学实验及理论论证,二者的融合得到实现,并且物质同时存在波的特性和粒子的特性被首次提出,物质的“波粒二象性”新说被创立,此新说不但破解“光的本性”,对物理发展还具有里程碑的重要意义。若将时间区间从300年上溯到500年、2500甚至到5000年,赫然发现“波粒二象性”新说在中华的经典中早有记载,中华经典蕴含了丰富的“波粒二象性”理念和思想。即“波粒二象性”虽然对于牛顿力学是新论,但中国古代圣人早有述及,古已有之,是旧事新说,只不过古代圣人不是用物理的语言表达而已。“波粒二象性”的新说与古论,提供了一个新的且古老的看世界的方式,是当下“复杂、模糊、不确定和变动不居”的世界所亟须;同时,彰显了中华经典智慧的现代价值及其意义。