如何理解波粒二象性?

电子与光子本质上一样吗?
2024-12-30 09:02:00
推荐回答(5个)
回答1:

电子和光子 怎么可能是一样啊

电子与光子这两种粒子的根本区别——光子没有自旋,电子有自旋.

电子与正电子相遇时将湮灭而转化为光子,即转化为电磁场;反之,在核场中光子的能量足够大时,光子也可以转化为正负电子对。电子与正电子都是实物,而光子却是电磁场,即真空。

从微观物理的角度考察:电子是费米子,带基本电荷,具有空间局域性。它可以是信息的载体,也可以是能量的载体。作为信息载体时,可以通过金属导线或无线电波在自由空间进行传递。电载信息的主要储存方式为磁储存。微电子技术发展了电子计算机,其信息处理的速度受到了电子开关极限时间10-10 s的障碍,和大规模集成电路密集度水平以及并行技术的制约。20世纪信息技术的进步已经充分挖掘并几乎穹尽了电子的潜力。虽然微电子技术的进一步完善,尚可提高芯片信号运作的速度。有望把计算机运算速度再提高(用大规模并行
技术。)然而,电子本身的运动特性及其所产生的电磁场频率极限,制约了它在信息领域功能的进一步发展。电子作为能量的载体时,高能电子束可以让物质改性,可以作为高温热加工,但要求真空环境。并且,它的德布罗意波长极限使它难以胜任超精细的工作。

光子是玻色子,电中性,没有空间局域性而具有时间可逆性。它可以是信息的载体, 也可以是能量的载体。作为信息载体时,可以通过光纤(光缆)或自由空间进行传递,光载信息的主要存储方式为光储存。光子技术将发展起光子计算机,其光子逻辑或智能运算的信息处理速度将受到光子开关极限时间10-14s的障碍,和光子集成光路密集度水平以及并行技术的制约。这些制约都远较电子技术所受制约宽松。 光子作为能量的载体时(只有光子简并度极高的激光束才能实现),高能激光束可以让物质改性,可以作高温热加工,甚至有望导致核聚变。由于激光波长比电子波长短很多,因而可以胜任非常精细的工作。仅就信息属性而言,光子技术较诸电子技术有着明显的优势:光子开关的速度极限较电子开关速度极限高出4个量级以上,光子信息可以作高密通道交互传输及并行处理;光频载波要比微波频率高出4
个量级,可荷载信息量自然高得多;光束的实用调制方式较多,能够采用密集的波分复用技术,频分复用技术以及时分复用技术。 光子存储的平面密度不仅大大高于磁存储,而且还能发展空间维、时间维、光谱维及体全息等存储方式。单体存储容量可望达到TB量级。这是磁
存储技术无法比拟的;光子集成包括器件集成和功能集成。光子集成度远比电子集成度高。

单量子点激光器可以做到0.1μm 。有人认为,光子技术将会在全光通讯和光子计算机上取得突破:传码率为TB/ s量级的全光通信;仅非并行的单机“光脑“运算速度就可超过1012次/秒。
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回答2:

微观粒子同时又是波,这意味着什么?个人觉得费曼的路径积分形式的量子力学所展示的图象特别惊人却又有助于理解问题的实质。这一奇异的情景大致是这样的:每个微粒(比如某个电子)在每一时刻都“化身千万”,每个化身粒子都无限快速地、以原粒子的某一种波动特征去探索某一条特定的路径,所有化身粒子以全部可能有的速度去探索全时空中的所有路径,然后根据路径的长短、方向、途中所遇情况以及所需时间等,每一化身粒子都返回“提交一探测报告”,所有化身粒子的所有报告汇总得出各个路径相应的波彼此叠加干涉的结果——哪些途径“更便于出行”以及采用哪种速度最恰当,于是实际的粒子就更倾向于实际上以那种速度走这些途径。
  上述形象的描述其实是似是而非的,必须用数学才能精确描述物理,而相关的数学还是相当困难的。
  从上述的所有粒子都具有波粒二象性的观点看,电子与光子具有同一性,但二者的区别也是明显的,比如,具有不同的自旋、不同的电荷、不同的静质量。

回答3:

回答4:

当然不一样,波粒二象性是说,光既可以像波一样传送,又有粒子的效应,其实这个粒子不是他本身,而是他激发的粒子,好比太阳能硅板,接受了短波的激发,使粒子获得能量,产生电流,这部分电子是他本身的,而不是光

回答5:

1.光子是粒子的可能很大,因为光子发射出去途中可能会遇到电子,电子再发射光子,由于电子是绕核运动。所以光看起来像是随机落……
2.可能空间本身就不是平整的。