電子是粒子還是波？ - 頭條資訊

我的答案是電子是一種粒子，但它是由波函式描述的，波函式隨時間的變化遵循薛定諤方程，波函式的模方滿足玻恩的統計解釋，即波函式絕對值的平方正比於發現 ... 頭條資訊 探索 正文 搜索 電子是粒子還是波？量子實驗室2018-09-0212:03:18 1897年，湯姆孫真正在實驗證實電子的存在，確認為一種微觀粒子。

隨後根據德布羅意的提出的物質波理論，電子具有波粒二象性的，具有粒子性和波動性。

1897年，JJ湯姆孫通過陰極射線管實驗，首先確實了電子的存在，他認為電子是一種粒子，並測定了電子的電荷與質量，該項工作獲得了1906年的諾貝爾物理學獎。

在德布羅意1923至1924年的幾篇論文裡，提出了所有物質粒子都具有波粒二象性的假設。

在博士論文答辯中，當答辯委員佩林提問：這些波動性如何用實驗證實呢？德布羅意的答案是：可以利用晶體對電子的衍射實驗來證明波動性。

很快，在1925年，戴維孫和革末就通過電子在鎳晶體中的散射實驗證明了電子的波動性，驗證了德布羅意物質波理論的正確性。

同時JJ湯姆孫的兒子GP湯姆孫也採用獨立的實驗證明了電子的波動性。

戴維孫和GP湯姆孫等通過電子在晶體中的衍射現象而共同獲得了1937年的諾貝爾物理學獎。

有趣的是，JJ湯姆孫因為電子的粒子性獲得1906年獲獎，他的兒子GP湯姆孫因為電子的波動性也獲得了1937年的諾獎。

現在量子力學認為，電子具有波粒二象性，其粒子性和波動性是互補的。

感謝邀請。

這個問題是量子力學的入門級問題。

我要先說明，在經典物理裡的粒子和波與量子物理裡的粒子與波完全不一樣。

經典物理裡的粒子，一般等同於質點；波就是大量粒子振動(oscillation)的集體行為。

換言之，經典力學裡的粒子和波是兩碼事兒。

但是到了量子力學，情況不一樣。

粒子和波是統一的，或者說成是一個客體的兩個不同表示(representation)。

所以，電子既是波又是粒子。

我們不能夠用經典力學的觀點去看量子力學，或者說不能用經典力學的思想方法去研究諸如電子(electron)、光子(photon)、質子(proton)等等粒子。

現在我談一談，為什麼電子既是波又是粒子。

如果說電子是波，就一定有波方程；如果是電子是粒子，就一定有描寫粒子的方程，也就是哈密頓力學裡的正則方程。

對於經典力學，兩套方程完全無關，也就是說，無論怎麼改寫波方程都得不到正則方程，反之亦然。

而量子力學裡，這兩套方程完全等價。

我們把建立在波方程之上的量子力學影象叫做薛定諤影象(或者繪景)；把建築在正則方程之上的量子力學影象叫做海森伯格影象(繪景)。

在量子場論裡還有一種思路，就是各退一步，即既有波方程，又有正則方程，這就是相互作用繪景。

三種繪景完全等價。

也就是說，描寫電子，可以完全只考慮它的粒子性，也可以完全考慮波動性，甚至可以一半一半兒，既考慮波動性也考慮粒子性。

這種等價性，就說明粒子等於波。

而事實上，量子力學裡的粒子，僅僅是借鑑經典力學的說法，為的是表述方便。

為什麼這麼說呢。

一方面是接受問題。

我們是從經典物理學起的，然後學量子力學。

這就導致，經典力學的概念早已根深蒂固，同時我們也不能完全撇開經典概念，這就造成會有粒子還是波的疑惑。

另一方面，確實是因為把電子說成粒子比說成波有更多的方便。

說成是粒子，我們可以不假思索地把質量、動量等等力學量搬過來加以使用；而說電子是波，那就得重新定義這些量。

電現象是一種很早就被人們發現的自然現象，比如生物電現象等。

最初人們認為電是一種流體，就好比人們早期有熱質說，把熱想象為是熱質的流體。

根據原子論，很自然地人們會設想電也是一種原子，即存在攜帶電的最小單元。

法拉第電解定律可以看做是電的原子學說的一個證據。

在電解定律中陰極、陽極產生物質的量與通過電路的總電量是成比例的，這提示我們化學反應伴隨著帶電粒子的轉移。

為了解釋金屬的導電現象（歐姆定律），洛倫茲等提出了經典電子論，即認為導體中存在大量叫電子的帶電單元，這些帶電單元在電場的驅動下做加速運動，然後會與金屬中的障礙物（陽離子）發生碰撞，最終完全失去碰撞前粒子所具有的運動狀態的資訊，在這個物理影象下，洛倫茲等可以解釋金屬的歐姆定律。

洛倫茲（1853-1928）注意，在洛倫茲等的經典電子論裡，電子就已經是作為粒子存在的了，因為這個電子具有質量，在電場中被加速並按牛頓定律做加速運動。

緊接著發生了兩個重要的實驗，使人們徹底接受電子是一種粒子。

一個實驗是湯姆遜的電子偏轉實驗，湯姆遜用磁場和電場使陰極射線發生偏轉，並斷定陰極射線是一種帶負電的粒子，並測量出其荷質比（電荷與質量的比值）。

幾乎與此同時，塞曼測量了金屬在磁場中光譜線的分裂，洛倫茲立刻基於自己的經典電子論解釋了塞曼的實驗，並計算出了金屬中電子的荷質比，然後發現這個數字與湯姆遜實驗中所測出的數字一致。

這兩個實驗是完全不同的實驗，但基於相同的物理影象得到了相同的荷質比，這促使物理學家相信電子確實是一種粒子。

根據原子論，物質是由原子構成的，如果說電子是構成原子的一個要素的話，那麼說明原子中還有帶正電的部分。

盧瑟福散射實驗示意。

盧瑟福散射實驗說明原子中的正電部分是集中分佈的，我們稱其為原子核。

現在電子就在空曠的原子裡運動，那麼它是如何運動的呢？根據經典力學，電子可以圍繞原子核做圓周運動，但由於電磁相互作用太強了，電子在圍繞原子核運動的同時會放出電磁波，能量會很快損失掉，這造成原子是不穩定的，壽命只有10的-10次方秒。

但事實上原子是相當穩定的，比如我們的身體裡面有大量氫原子，這些氫原子是非常穩定的，那麼如何解釋原子的穩定性呢？德布羅意提出了一種想法，既然電磁波（光）可以是粒子，那麼為什麼電子（粒子）不能是一種波呢？他管這種波叫物質波，物質波的波長等於普朗克常數除以動量。

既然電子是波，它就要滿足一個波動方程，而非牛頓定律，這個波動方程後來被薛定諤找到了，就是所謂薛定諤方程。

在量子力學中電子是粒子（因為它是點），但它卻由一個波函式描述，波函式的運動必須滿足薛定諤方程，及特定的邊界條件（邊界條件由物理問題本身給定），這樣氫原子的穩定性問題就解決了。

氫原子的一個波函式ψ431，可以想象為在三維空間中分佈的“波函式的駐波”。

電子的運動由波函式描述這一斷言後來被“戴維遜-革末實驗”所證實，這也是現在電子顯微鏡的物理學基礎。

那麼電子是粒子？還是波呢？我的答案是電子是一種粒子，但它是由波函式描述的，波函式隨時間的變化遵循薛定諤方程，波函式的模方滿足玻恩的統計解釋，即波函式絕對值的平方正比於發現粒子的機率。

謝邀。

我明白，題主提問的動機，太多的雲裡霧裡。

毫無疑問，解答本題，必須從物理邏輯出發，需要物理學的大觀念、大視角、大戰略、大手筆。

不能死扣書本教條，不能斷定某個“實測資料”的片面解釋，更不能輕信某個數學建模。

以下分享我的觀點。

一，波粒二象性是孤體運動的共性。

如果我是一箇中微子，會覺得電子太大、太重、太遲鈍，好比一個地球。

波粒二象性，雖是光量子妥協的產物，但萬幸的是，它一語道破了物質運動的天機。

孤體是粒子與天體的統稱。

粒子是費米子與玻色子的統稱，費米子更偏粒性，玻色子更偏波性。

天體是太空中的自由粒子、宇宙塵埃、大小行星、各種恆星、星系、星系團的統稱。

自由粒子，如自由電子、自由質子。

任何孤體，既有自旋，又有繞轉。

孤體自旋的意義在於：構造孤體粒子性的本體形式，體現“粒子性”。

孤體繞轉的意義在於：維持孤體運動應該佔有的空間，體現“波動性”。

任何孤體，既有粒子性，又有波動性。

一切孤體皆有波粒二象性。

例如，地球/電子既有以自我為中心的自轉，又有以太陽/原子核為中心的繞轉。

二，孤體為什麼會自旋？任何系統的自然運動，都是因為“空間環境的局域物質分佈不均衡分佈”所造成，而從全域性看其分佈是一種不穩定平衡，因而我們看到所有天體與粒子，都會漂浮在空中。

小行星也會自旋，雖然有的形如長土豆，但它會以最省事的長軸自旋，這是“上善若水”的自然選擇。

電子的自旋，也是同樣機制。

因為原子核周圍的空間暗物質分佈不均衡所導致。

可以認為，物質在空間的“局域分佈不均衡”，就是物質運動的——“宇宙第一推動力”，或“宇宙第一大法則”。

三，孤體為什麼會繞轉？任何孤體，不可能在原地打轉轉。

因為總存在其兩側的能流密度不一致，使得孤體一直在偏離原地，進而形成所謂的繞轉。

由於沿著測地線運動是最懶惰、最省事、最概率的旋轉，因此，繞轉軌道，最大可能是螺線軌跡，但可近似為一個大圓圈或橢圓圈。

四，孤體為什麼會波動？正是由於不均衡，孤體在繞轉（三維曲線）的同時，還會按測地線平移（區域性一維，全域性二維），構成一個區域性四維的運動軌跡，可以簡化成一道正弦波。

五，質量與波速成反比。

核外電子繞軌波動速度，或線速度，大約是2200km/s。

地球的繞日速度，計算公式很簡單，請自行解決。

顯然，孤體的粒子性與波動性成反變關係。

波速太快了，粒子就會軟化，就會開啟自己，就會降頻降維。

結論：任何孤體皆有波粒二象性。

費米子是一類孤體，更偏向“粒子性”，電子是一種費米子，其粒子性，強於其波動性。

並不關心，電子是粒子還是波，這關心到底是什麼樣子的，怎麼運動的。

這是孔徑光柵顯微鏡拍攝的錫原子的電子排列，原子核實在太小沒顯示出來。

{!--PGC_VIDEO:{"thumb_height":360,"thumb_url":"a5e90001b56fa757cbc5","vname":"","vid":"v02016f50000bdkhnj4qs4skha4d608g","thumb_width":640,"src_thumb_uri":"a2c30001253a0f26ead6","sp":"toutiao","update_thumb_type":1,"vposter":"http://p0.pstatp.com/origin/a5e90001b56fa757cbc5","video_size":{"high":{"duration":66.8,"h":480,"subjective_score":0,"w":854,"file_size":5629954},"ultra":{"duration":66.8,"h":720,"subjective_score":0,"w":1280,"file_size":14027187},"normal":{"duration":66.8,"h":360,"subjective_score":0,"w":640,"file_size":3785157}},"md5":"4c17bf6a086153911af51dacf7fb0b32","duration":66.8,"file_sign":"4c17bf6a086153911af51dacf7fb0b32","thumb_uri":"a5e90001b56fa757cbc5","vu":"v02016f50000bdkhnj4qs4skha4d608g"}--}什麼是孔徑光柵顯徑鏡，它是利用相干散射原理的儀器。

當入射光子碰撞電子後，若電子能牢固地保持在原來位置上（原子對電子的束縛力很強），則光子將產生剛性碰撞，其作用效果是輻射出電磁波-----散射波。

這種散射波的波長和頻率與入射波完全相同，新的散射波之間將可以發生相互干涉-----相干散射。

鋁原子中的電子排列 {!--PGC_VIDEO:{"thumb_height":360,"thumb_url":"a5ea0000f6ab20e705cb","vname":"","vid":"v02016e70000bdkhooubm86jq9s5iil0","thumb_width":640,"src_thumb_uri":"a2bb0003e79c3b1e3890","sp":"toutiao","update_thumb_type":1,"vposter":"http://p0.pstatp.com/origin/a5ea0000f6ab20e705cb","video_size":{"high":{"duration":40.32,"h":480,"subjective_score":0,"w":854,"file_size":2773472},"ultra":{"duration":40.32,"h":720,"subjective_score":0,"w":1280,"file_size":5617584},"normal":{"duration":40.32,"h":360,"subjective_score":0,"w":640,"file_size":1826853}},"md5":"ac1527bdd4f4429aabff010962af93c6","duration":40.32,"file_sign":"ac1527bdd4f4429aabff010962af93c6","thumb_uri":"a5ea0000f6ab20e705cb","vu":"v02016e70000bdkhooubm86jq9s5iil0"}--} {!--PGC_VIDEO:{"thumb_height":360,"thumb_url":"a5ea0000f795a682efae","vname":"","vid":"v020169a0000bdkhpsgm4cilqdsl5nug","thumb_width":640,"src_thumb_uri":"a2b4000e2999e5e54769","sp":"toutiao","update_thumb_type":1,"vposter":"http://p0.pstatp.com/origin/a5ea0000f795a682efae","video_size":{"high":{"duration":19.567,"h":480,"subjective_score":0,"w":854,"file_size":1179834},"ultra":{"duration":19.567,"h":720,"subjective_score":0,"w":1280,"file_size":2678221},"normal":{"duration":19.567,"h":360,"subjective_score":0,"w":640,"file_size":816568}},"md5":"dd5750c4d00440f0198a004de496556a","duration":19.567,"file_sign":"dd5750c4d00440f0198a004de496556a","thumb_uri":"a5ea0000f795a682efae","vu":"v020169a0000bdkhpsgm4cilqdsl5nug"}--}其實物質都具備波粒二象性，因為它們都是由兩方面能量構成的，一方面是表現運動波動的運動效能量，另一方面是表現為粒子形態的力場能量。

如果該物質運動能量極大而力場能量極小的情況下主要表現為波動性與運動特性，而削弱或掩蓋了其粒子特性。

物質的型別非常多，其表現也會因為它們的能量結構而表現出不同的狀態，在自然界中有兩種極端事物，光與黑洞，光是運動能量最大而力場能量最小的事物，因而顯示出極強的運動性，而黑洞測是運動能量最小力場能量最大的事物，所以黑洞會顯示出幾乎完全靜止的粒子特性。

而其他物質型別都在這二者之間變化著。

電子是粒子還是波，答案肯定是粒子，波是帶電粒子的有序排列並按一定方向前行，光就符合這個條件，宇宙中由原子組成的物質稱巨集觀物質，由比原子還小但又存在於宇宙中的粒子所組成物質稱微觀物質，在宇宙中還未發現的粒子但按現實推測又存在稱暗物質電子，中子，質子其大小不一，質量不一，能量不一，說明暗物質粒子還大小不一，只不過目前無法證實，原子的物質基礎源於暗物質，暗物質是宇宙發生發展的基本粒子，為超微觀類物質，原創，引用宣告，水平有限，歡迎批評指正，謝謝閱讀。

愛因斯坦不是因為相對論而獲得諾貝爾獎的而是因為光電效應，電子和光子很類似，都沒有靜質量，因此它和光一樣既是粒子也是波，也就是量子，擁有波粒二象性。

光電效應大概的意思是光子變成了電子，或者光子被金屬吸收，變成了遊離的電子，或者是光子能量被金屬吸收，使得金屬裡的電子獲得了能量突破原子核的引力而變成遊離態，或者光子進入了第五維空間變成輕子的某種狀態，同時將能量傳遞給另外一個輕子使其具有能量回到四維空間變成一個電子，其能量差等於輕子跨越維度耗費的能量。

電子是暗物質波被環境平衡而衰變顯化出來的物質殼體而以，只是波被環境壓縮為密度的一個平衡狀態，環境改變後電子也會自動消失，繼續恢復波的狀態，和質子中心繼續迴圈，而這個隨機動態形成的過程就是電子雲的測不準原理，一切都是在迴圈中，根據環境而改變狀態，也是波粒二象性的本質，本質是波，只是碰到物質環境就表現為粒空間最否適用連續公理？是可選擇的。

要建立微分結構，必須承認連續公理。

用n個有序實數表示一個幾何點。

就承認了連續公理。

基本粒子在空間佔有的區域，不只一個幾何點，只是某個幾何點之鄰域。

鄰域之邊界是模糊的。

該鄰域存在一個測度最小值。

因此，在一個有界區域內，不論這個區域多大，其中之基本粒子個數是一個自然數。

個數總是有限的。

不做某種特別處理，不能用極限的概念與方法處理基本粒子的運動問題。

當用微分方程來表示基本粒子之運動時，就相當做了這種處理。

而且是無誤差估計之近似處理。

有時誤差很大，也就正常了。

基本粒子佔用的空間與駐波佔用的空間，本質上沒有差別。

都是邊界模糊的一個鄰域。

在天文觀測中，地球，星系都可簡化為一個幾何點，這種幾何點能準確定位嗎？不可能。

只要相對誤差大家認為可接受，就是一個幾何點了。

熱點新聞 全台雨神同行！鋒面報到「雨連炸7天」　雨勢最劇時間曝 快訊／雨彈升級「3縣市」豪大雨特報　注意雷擊、強陣風 明上班通勤注意！人流少「北捷減班」　平日離峰、假日受影響 「絕不為俄國提供軍事資金！」　立陶宛今起停止進口俄能源 總統只去桃竹視察？　新北酸「關心停留在去年6月那通電話」 極端氣候！美國西部1天內高低溫差50度　罕見下5月雪 「中華台北」出席WHA自我矮化？　馬英九槓上陳時中 快訊／戴資穎摘金！泰國羽賽擊敗陳雨菲　報東奧一箭之仇 中重症+256新高　兒童重症已5例併發腦炎「8前驅症狀」速就醫 下週起快篩陽視同確診將擴大到全民　口服藥僅「這些人」可領 今日確診數倒退嚕　莊人祥曝疫情「這時間」會到低點 本土今+79441　死亡+53、中重症增256人 拜登將與岸田文雄發表「共同聲明」　強化東海、台海合作 快訊／高嘉瑜今早快篩陽　稱喉嚨痛、頭痛、咳嗽　 快訊／柯文哲喉嚨不舒服快篩陽　已赴醫院採檢PCR 台灣如何與病毒共存　陳建仁拍影片提「防疫三寶」釋疑 發錢了！這類人免費「每月領4200」租金補貼　申請時間曝 達沃斯世界經濟論壇今登場　與會者採「漱口式唾液PCR」 今急降溫變天！梅雨襲台「南北橫掃」　致災雨連轟5天 Netflix出事了！「買嘸快篩」哏圖被網出征轟造謠 雨神降臨　梅雨鋒面由北往南　未來一周溼答答 拜登訪日前　美林肯號航艦首度停靠橫須賀基地 徵召張善政掀地方反彈　朱立倫晚間也致歉：桃園一定要贏 古林睿煬遭影射打假球！統一獅點名球迷「23日前道歉」 熱點新聞 全台雨神同行！鋒面報到「雨連炸7天」　雨勢最劇時間曝 快訊／雨彈升級「3縣市」豪大雨特報　注意雷擊、強陣風 明上班通勤注意！人流少「北捷減班」　平日離峰、假日受影響 「絕不為俄國提供軍事資金！」　立陶宛今起停止進口俄能源 總統只去桃竹視察？　新北酸「關心停留在去年6月那通電話」 極端氣候！美國西部1天內高低溫差50度　罕見下5月雪 「中華台北」出席WHA自我矮化？　馬英九槓上陳時中 快訊／戴資穎摘金！泰國羽賽擊敗陳雨菲　報東奧一箭之仇 中重症+256新高　兒童重症已5例併發腦炎「8前驅症狀」速就醫 下週起快篩陽視同確診將擴大到全民　口服藥僅「這些人」可領 今日確診數倒退嚕　莊人祥曝疫情「這時間」會到低點 本土今+79441　死亡+53、中重症增256人 拜登將與岸田文雄發表「共同聲明」　強化東海、台海合作 快訊／高嘉瑜今早快篩陽　稱喉嚨痛、頭痛、咳嗽　 快訊／柯文哲喉嚨不舒服快篩陽　已赴醫院採檢PCR 台灣如何與病毒共存　陳建仁拍影片提「防疫三寶」釋疑 發錢了！這類人免費「每月領4200」租金補貼　申請時間曝 達沃斯世界經濟論壇今登場　與會者採「漱口式唾液PCR」 今急降溫變天！梅雨襲台「南北橫掃」　致災雨連轟5天 Netflix出事了！「買嘸快篩」哏圖被網出征轟造謠 雨神降臨　梅雨鋒面由北往南　未來一周溼答答 拜登訪日前　美林肯號航艦首度停靠橫須賀基地 徵召張善政掀地方反彈　朱立倫晚間也致歉：桃園一定要贏 古林睿煬遭影射打假球！統一獅點名球迷「23日前道歉」 × 喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道～ 分享 我已經加入這個粉絲專頁了，不再顯示～ 扫一扫 关于我们|隐私政策|版权声明 版权声明：本站文章来自互联网,版权属于原作者,如有侵权请联系,收到请求立即删除