說起德布羅意的物質波，就不得不提他那被評為史上最牛畢業論文了，而德布羅意物質波的概念，就是出自此論文。

德布羅意家族顯赫，其父親(qin) 當過法國總理和外交部長等職。所以生活環境的優(you) 厚造成了德布羅意成為(wei) 類似於(yu) 現在“王思聰一樣的國民老公的待遇”。不過，唯一和思聰不同的是，德布羅意極其聰明。不僅(jin) 他，他的哥哥也是聰明至極，是實驗物理學家，還是法國公爵兼德國親(qin) 王，地位極其顯赫。而德布羅意本科是曆史學專(zhuan) 的，後來實在閑著無聊去讀了5年博士，最後交的博士論文竟然是一頁紙!!!該論文給出了德布羅意波動方程，但是奈何太駭人聽聞，其導師朗之萬(wan) 害怕過不了，所以把德布羅意的論文郵寄給了愛因斯坦求其給予支持，給愛的信中寫(xie) 道：“請您給此論文一個(ge) 評價(jia) ，順便給您介紹一下，此論文作者父親(qin) 是敝國內(nei) 閣部長，如您不惜給出評價(jia) ，相信您來敝國一定會(hui) 收到隆重接待”。

德布羅意

這樣的信顯然是帶有威逼利誘的，不過愛因斯坦看到德布羅意的創造性思維之後，真的給予其了高度評價(jia) ：“揭開了改領域大幕的一角”。有了愛因斯坦的支持，德布羅意的論文立馬收到了物理學界的關(guan) 注，特別是當時還是一位鬱鬱不得誌的講師薛定諤看到後，深受啟發。閉關(guan) 了整整一年，悟出了絕世大作：薛定諤波動方程。自此，德布羅意關(guan) 於(yu) 物質波的描述不僅(jin) 幫助其順利拿到了博士論文，並得了諾貝爾獎；還改變了薛定諤的命運，使其一躍成為(wei) 當時最著名的量子物理學家之一，並因此也獲得了諾貝爾獎。一頁紙的博士論文，幫助兩(liang) 個(ge) 人活得諾貝爾獎，也算是前無古人後無來者了。

愛因斯坦

德布羅意波，指的是微觀粒子而非宏觀物質的波

言歸正傳(chuan) ，德布羅意波動方程正是參考了光的波粒二象性實驗而提出的，他認為(wei) 不僅(jin) 僅(jin) 是光，其它微觀粒子也具有波動性。注意，這裏是微觀粒子，並不是說的宏觀物質。當然了，現在把德布羅意的波動概念拓展到宏觀物質也行，比如一個(ge) 運動的汽車，但是這麽(me) 計算下來，其波長會(hui) 遠小於(yu) 普朗克長度，變得毫無意義(yi) 。所以，德布羅意波動方程比較適合微觀基本粒子，比如質子、中子、電子等質量很小的粒子，這樣得出的波長是大於(yu) 普朗克長度的，是有意義(yi) 的。比如我們(men) 通過計算，可以得到200ev電子的波長是0.87埃，即0.087nm，遠遠小於(yu) 一般晶體(ti) 的晶格間距。所以，想要看清楚電子的衍射圖形，需要使用特殊的晶體(ti) 做衍射光柵才行。而物質波的證明，也正是利用這種方式。

物質波波長公式

德布羅意波是概率波，並非真實的機械波

雖然德布羅意得出了物質波的波長公式，提出了物質波概念，薛定諤據此得出了量子的波動方程，但是這位兩(liang) 自己都沒有搞清楚自己所提出概念的物理意義(yi) 。直到過去很久，才有物理學界玻恩給出了物質波的物理學意義(yi) ，即物質波是概率波，它表示微觀粒子在空間上某個(ge) 點出現的概率。比如德布羅意電子波，就是電子在空間某點出現的概率波，可以用一個(ge) 概率函數來表示，即薛定諤方程。可惜的是，薛定諤一直不承認玻恩對自己波函數的解釋，他和愛因斯坦一樣，都認為(wei) 上帝不會(hui) 擲骰子來決(jue) 定宇宙如何運行。

薛定諤和德布羅意波

德布羅意波在實際生活中的應用實例

很多人覺得德布羅意波就是一個(ge) 晦澀難懂的物理學公式而已，在現實生活在毫無用處。然而並非如此，德布羅意波在某些科技領域給予了我們(men) 極大幫助，比如我們(men) 現在分辨率最高的使用最廣泛的顯微鏡（電鏡）：透射電鏡，就涉及到了德布羅意波。

透射電鏡原理圖

我們(men) 都知道，顯微鏡的分辨率公式為(wei) ：σ=λ/N;式中σ為(wei) 最小分辨距離；λ為(wei) 光線的波長；N為(wei) 物鏡的數值孔徑。因為(wei) 可見光的波長有一個(ge) 最小值，所以想要提供顯微鏡分辨率隻能夠加大物鏡的數值孔徑。但是物鏡再改造和優(you) 化。其數值孔徑也有一個(ge) 極限值。所以很長一段時間內(nei) ，科學家對此毫無辦法，想要看清楚物質的圍觀形貌，簡直難於(yu) 上青天。

納米顆粒形貌-透射電鏡圖

介孔納米顆粒-投射電鏡圖

棒狀納米金顆粒-投射電鏡圖

好在德布羅意波出現了，德布羅意波可以是基本粒子波，這些粒子的波比光子小的多，所以如果使用這些粒子波，那麽(me) 顯微鏡的分辨率無疑會(hui) 提升很多倍。所以，科學家經過論證，發明了利用電子束作為(wei) 波的電子投射顯微鏡（投射電鏡），利用這種電鏡，我們(men) 可以看清楚很多物質的微觀形貌，其分辨率可以達到埃米級！而現在納米科技如此蓬勃發展，這和投射電鏡是完全分不開的。

所以德布羅意的貢獻，是劃時代的，無與(yu) 倫(lun) 比的。向德布羅意致敬！



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