司 今(jiewaimuyu@126.com) 光的粒子性描述 量子力學(xué)作為一門“很數(shù)學(xué)”化的物理體系,已經(jīng)像經(jīng)典力學(xué)那樣成熟了,并成為我們洞悉微觀世界的重要工具。 但量子力學(xué)也給我們留下了許多物理上的困惑,如粒子運(yùn)動(dòng)的波粒二象性問題、幾率波問題、粒子糾纏問題、波函數(shù)崩塌問題等等。 光的波動(dòng)性描述 單就粒子運(yùn)動(dòng)的波粒二象性問題而言,如果從物理學(xué)角度去分析,我們就會(huì)發(fā)現(xiàn): 量子力學(xué)不能放棄“波粒二象性”認(rèn)識(shí)的根原就在于我們無法用經(jīng)典粒子概念去解釋粒子的“衍射、干涉”等具有波特征的現(xiàn)象出現(xiàn)。 我們?cè)诘贸霾6笮越Y(jié)論時(shí),倒是忘卻了這樣一個(gè)事實(shí):在經(jīng)典粒子概念中,粒子沒有自旋和自旋磁性存在,粒子通過的物質(zhì)空間(窄縫或小孔)也沒有磁場(chǎng)存在。 電子自旋磁矩 現(xiàn)代物理學(xué)已證明,質(zhì)子、中子、電子、甚至光子等都具有自旋和自旋磁矩性,這說明它們已不同于經(jīng)典粒子,它們具有質(zhì)量、電荷、自旋與磁場(chǎng)的多重性;但量子力學(xué)在探討光衍射現(xiàn)象時(shí),倒是把粒子的粒子的這一本質(zhì)性給忘記了,同時(shí)也忽略了由自旋磁粒子(如質(zhì)子、中子、電子等)組成的窄縫空間也應(yīng)是一個(gè)充滿磁場(chǎng)的空間,當(dāng)然,這種磁性空間要在很小尺度下才會(huì)表現(xiàn)明顯;現(xiàn)代興起的納米材料學(xué)、電子自旋學(xué)等正是基于納米空間下的磁性對(duì)自旋磁粒子會(huì)產(chǎn)生明顯作用思路而展開的。 原子核自旋磁矩 試想,一個(gè)有磁性的自旋粒子通過一個(gè)有磁場(chǎng)的小空間,這個(gè)粒子運(yùn)動(dòng)還會(huì)像經(jīng)典粒子那樣作直線運(yùn)動(dòng)嗎? 如果我們將粒子的自旋磁矩性與物質(zhì)空間磁場(chǎng)性有機(jī)結(jié)合起來,去認(rèn)真看待粒子“干涉、衍射”問題,那么,解決粒子運(yùn)動(dòng)的波粒二象性問題其實(shí)并不難,難得是我們將如何改造與舍棄我們現(xiàn)有的量子力學(xué)構(gòu)建體系?如何補(bǔ)充與完善我們的經(jīng)典物理學(xué)理論? 量子空間與經(jīng)典空間對(duì)自旋磁粒子運(yùn)動(dòng)的影響差異 微觀世界的粒子運(yùn)動(dòng)與宏觀世界的物體運(yùn)動(dòng)應(yīng)存在本質(zhì)區(qū)別,宏觀物體運(yùn)動(dòng)是沒有自旋與自旋磁場(chǎng)集于一身的物體,即使有,宏觀空間物質(zhì)磁場(chǎng)對(duì)帶有場(chǎng)屬性的物體運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的影響也要比微觀世界小得多;特別是在納米空間下,微觀空間磁場(chǎng)對(duì)自旋磁粒子的影響效應(yīng)表現(xiàn)得會(huì)更明顯,光與電子的衍射都要求縫寬d≈λ正是基于此理。 納米尺度下的卡西米效應(yīng) 由此可見,“波粒二象性”不是物理學(xué)研究微觀世界的真正思路,只有把粒子自旋磁性與微觀空間也存在磁性真正地結(jié)合起來,才是我們打開微觀世界大門的一把金鈅匙,也才是破解波粒二象性物理本質(zhì)的“格物”之路。 納米尺度下的窄縫磁場(chǎng)對(duì)自旋磁粒子的影響結(jié)果 |
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