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不论是机械波还是光波的能量不是都只与振幅有关吗?为什么在光的粒子性那章中又只与波长有关呢

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:物理作业 时间:2024/11/06 00:34:54
不论是机械波还是光波的能量不是都只与振幅有关吗?为什么在光的粒子性那章中又只与波长有关呢
爱因斯坦光子说与波动说
光波和机械波的物理本质不同,按照量子力学的解释,光波是几率波.简单来说,并不是光子本身在振动,而是光子的空间分布概率在“振动”.
光子在空间中出现的概率的分布符合薛定谔方程,该方程的本征解是一个波函数.比如,一种简单的定态的情况,fai=fai0*exp(ikr).量子力学对波函数物理意义有专门的诠释,即并不是说光是像机械波一样按照这个函数在振动,而只是光子的空间概率分布符合这样一个函数,所以我们才把它叫做几率波,你可以理解成是光子的空间分布概率在按照这个波函数(其实应该还要把它平方一下)振动.光子在空间r处附近dr的体积元内出现的概率P=(fai^2)dr.
因此,振幅并不代表单个光子的能量,而只是代表光子在空间中出现的概率的最大值,因此对应的是光子数密度,也就是光强.而光子的能量则由它的频率决定,符合E=hv,h是普朗克常数.