不僅光具有波粒二象性，所有物質(zhì)都具有波粒二象性，這就是物質(zhì)波

對(duì)于研究生而言，畢業(yè)論文可以說是一道關(guān)卡，當(dāng)你面對(duì)論文毫無頭緒的時(shí)候，不用灰心，因?yàn)檫@可能并不是你的能力問題，在歷史上很多知名的物理學(xué)家也因畢業(yè)論文犯過難，而其中就有一個(gè)叫做德布羅意的法國(guó)人。

對(duì)德布羅意而言，一開始論文的寫作可能算不上順利，但最終他還是拿出一篇頗具價(jià)值的畢業(yè)論文，更令人驚奇的是，在數(shù)年之后，他憑借這篇論文斬獲了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，他也成為了歷史上第一個(gè)憑借畢業(yè)論文而斬獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的科學(xué)家。德布羅意的故事是怎么樣的呢？我們還要從他的身世說起。和許多出身平平或出身于書香門第的家庭不同，德布羅意可以說是出身豪門，德布羅意的家族擁有世襲的公爵爵位，而德布羅意恰恰是公爵爵位的繼承人，不僅如此，德布羅意的父親還出任過法國(guó)總理。

德布羅意雖然出生于豪門，卻不是一個(gè)紈绔子弟，他很有靈性，善于思考和研究。

如果說其它的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主靠的是刻苦研究，那么德布羅意則有一定的天賦成分。德布羅意的物理學(xué)之路可以說是半路出家，因?yàn)樗婚_始的專業(yè)是史學(xué)，主修中世紀(jì)歐洲史，后來因?yàn)橐淮闻既坏臋C(jī)會(huì)，德布羅意聽到了一次法國(guó)數(shù)學(xué)物理學(xué)家龐加萊的報(bào)告，于是對(duì)物理學(xué)產(chǎn)生了興趣，轉(zhuǎn)而研究物理，德布羅意在物理學(xué)的道路上一路前進(jìn)，在博士畢業(yè)前夕，他將要面對(duì)他人生中最重要的一件事情，那就是撰寫博士畢業(yè)論文，那么論文該如何選題呢？

他想到了愛因斯坦所提出的光的波粒二象性，愛因斯坦關(guān)于光的波粒二象性，簡(jiǎn)言之就是說光既具有波的特性，又具有粒子的特性。它既是波也是粒子。

無論說光是波，還是粒子，都有相關(guān)的實(shí)驗(yàn)可以證明。

要證明光的波動(dòng)性，依靠的是光的衍射和干涉實(shí)驗(yàn)，讓光子穿過一條細(xì)縫，那么就會(huì)在細(xì)縫后面的背板上呈現(xiàn)出明顯的衍射條紋，而衍射條紋的顯著性與光的波長(zhǎng)呈現(xiàn)正相關(guān)，波長(zhǎng)越長(zhǎng)，則波動(dòng)性越明顯。而要證明光的粒子性，那么就要依靠光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)了，讓光照射到一塊金屬板上，金屬板上的電子會(huì)被光子撞擊而出，這就體現(xiàn)出了光明顯的粒子性，而且實(shí)驗(yàn)效果與光的動(dòng)量和能量呈現(xiàn)正相關(guān)，也就是說光的動(dòng)量越大，那么粒子性就越明顯。

愛因斯坦的光子理論為人類對(duì)光的認(rèn)知掃清了迷霧，而且憑借這一理論，愛因斯坦斬獲了他科學(xué)生涯之中的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。在愛因斯坦提出了光子理論之后，玻爾又提出了另外一個(gè)概念，那就是電子軌道量子化。

原子是由原子核與核外電子所構(gòu)成的，核外電子圍繞原子核運(yùn)動(dòng)。

一直以來，人們都認(rèn)為電子的軌道具有隨機(jī)性，可以出現(xiàn)在任何位置，但隨著氫光譜發(fā)光現(xiàn)象被發(fā)現(xiàn)，人們發(fā)現(xiàn)以前的認(rèn)知無法解釋這種現(xiàn)象，于是玻爾提出了電子軌道量子化概念，簡(jiǎn)言之就是電子軌道是特定的，不能隨機(jī)出現(xiàn)在任何位置，而這個(gè)特定的位置要滿足一個(gè)條件，就是電子的質(zhì)量乘以電子與原子核的距離再乘以電子的速度，這個(gè)乘積要等于普朗克常數(shù)除以2π。

玻爾的計(jì)算結(jié)果是正確的，但玻爾并不明白其中的意義。而此時(shí)德布羅意優(yōu)秀的思考能力發(fā)揮了作用，他將愛因斯坦的光子理論和玻爾的電子軌道量子化概念結(jié)合起來思考，提出了一個(gè)新的概念，那就是不僅光具有波粒二象性，任何物質(zhì)都具有波粒二象性，這就是物質(zhì)波。

德布羅意認(rèn)為電子是一種物質(zhì)，是一種典型的粒子，而電子之所以只能在特定軌道上運(yùn)行，是因?yàn)殡娮舆\(yùn)動(dòng)過程中會(huì)產(chǎn)生駐波。

簡(jiǎn)言之，駐波就是可以首尾相接的波，而首位相接的波所運(yùn)行的軌道周長(zhǎng)必須要等于波長(zhǎng)的整數(shù)倍，周長(zhǎng)是2πr，而波長(zhǎng)是普朗克常數(shù)除以動(dòng)量，而把“周長(zhǎng)等于波長(zhǎng)的整數(shù)倍”進(jìn)行移項(xiàng)，就得到了玻爾的計(jì)算結(jié)果。既然粒子也具有波動(dòng)性，那么為什么測(cè)不出來呢？很簡(jiǎn)單，相比光而言，物質(zhì)粒子的運(yùn)動(dòng)速度太慢了，所以波長(zhǎng)實(shí)在是太短了，采用常規(guī)方法很難測(cè)出來。但德布羅意也預(yù)言了，有朝一日，人類一定能夠測(cè)到實(shí)物粒子的干涉和衍射現(xiàn)象，而這個(gè)預(yù)言已經(jīng)得到了證實(shí)。為了讓波長(zhǎng)很短的電子能夠出現(xiàn)衍射現(xiàn)象，湯姆孫給電子找了一個(gè)很細(xì)很細(xì)的縫，就是晶體膜，當(dāng)電子通過晶體膜之后真的出現(xiàn)了衍射現(xiàn)象，毫無疑問，德布羅意的物質(zhì)波理論是正確的。