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一、微觀粒子存在波粒二象性的原因
分析微觀粒子存在波粒二象性的原因,首先必須明確基本粒子的本質。基本粒子是相互繞轉的兩個半元電荷,遵循的規律是:M^2R=Q,其中,M是基本粒子的質量、R是基本粒子的空間半徑、Q是常數。單獨的半元電荷是不存在的,其它所謂的基本粒子都是由基本粒子組合而組成的。基本粒子不論存在于物質內部,例如:原子核內部,還是存在于外部空間,例如:輻射到外部空間的光子,都遵循這個規律。基本粒子的角動量是守恒的,基本粒子角動量的數值就是普朗克常數。
根據物質波,又稱德布羅意波可知:對于光子輻射到外部空間的基本粒子,波長λ=h/P,其中h是普朗克常數、p是光子的動量、λ是波長。由于h=mvR,其中,h是基本粒子的角動量值也是普朗克常數、m是光子的運動的質量、R是光子的半徑、v是光子的自轉速度,p=mc,其中,m是光子的運動質量、c是光速。λ=h/P=mvR/mc=vR/c,波長相對越大,波動性越顯著。理論上我們在一個波長正好能看到兩個光子,即兩個光子相切,λ=2R,這時光子具有明顯的波動性,同時又具有明顯的粒子性,波長小于粒子的半徑不具有波動性。當波長λ>2R波動性顯著,粒子性相對細微;當波長λ<2R粒子性顯著,波動性細微。
由上述分析可知:通常情況下,光子的自轉速度是超光速的,所以通常情況下,光子的波長是大于2倍光子的半徑,光子具有波粒二象性,所以微觀粒子(如電子、光子等)同時具有波動性與粒子性。
二、分析宏觀物體為何不存在波動性
其實,天體相對于宇宙空間也是微粒。對于宏觀物體,例如宏觀天體地球,它的角動量等于mvR,其中,m時地球的質量、v地球的自轉速度、R是地球的半徑;地球的動量p=mV,其中,V是地球的公轉速度。根據物質波的法則:λ=h/P=mvR/mV=vR/V,由于地球的自轉速度v小于地球的公轉速度V,所以地球的波長小于地球的半徑,所以地球不具有波動性。例如,槍打出去的子彈,子彈幾乎不自轉,所以子彈只具有粒子性。
對于宏觀物體,通常情況下,自轉速度小于或遠小于它的公轉速度,即它們的波長小于或遠小于它們的半徑,所以通常情況下,宏觀物體不具有波動性。所以像月亮、地球、太陽等天體不具有波動性,當然也不排除,宇宙存在特殊的天體,公轉速度小于自轉速度的天體,同時具備波粒二象性。
三、結論
波粒二象性存在與否,本質是物質自轉速度和傳播速度的博弈,自轉速度大于傳播速度是物質存在波粒二象性的必要條件。
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