关于德布罗意波的几个概念问题

个波包来描述的。我们知道，每一个平面波都以相速度运动的，此相速度可以超过光速，但 是， 单个的平面波相速度是观察不到的。 实验中可观测到的量是局部扰动的速度， 即群速度， 这个群速度就是通常所说的微观粒子的运动速度,它总是小于光速的。
参考文献 [1]诸葛向彬.工程物理学（第二版）.浙江大学出版社.2003.01 第 5 次印刷.P433
v )；而实物粒子要通过动量和能量得出它的德布罗意波长
λ和频率 v ，则需要两个独立的关系式 h 和 v E ，因为实物粒子的运动速度和德布罗 h p 意波的波长λ和频率 v 之间不满足 c v 的关系式，这一点要特别注意。实物粒子的运动 速度 u 和德布罗意的波速又有什么关系呢？我们知道， 一个波的传播速度可分为相速度和群
Several Concept Problem about de Brogelie Wave
NI Xiaojing YANG Chaoyun
Zhejiang 310015) is not fit for de Brogelie ( Basic Couses Department Zhejiang Shuren University Hangzhou Abstract：The article stress that photon is not practicality particle ,
c v
Wave, It deduce connection brachylogy about athletics velocity of practicality particle and phase velocity group velocity of de Brogelie Wave, set forth physics siginificance about contact of them. Key words: de Brogelie Wave practicality particle photon phase velocity
3 与德布罗意波相应的波速
光子与有静止质量的实物粒子的一个重要差别在于， 它们的波动性和粒子性相联系的方 式不同。对于光子，它满足 c
v 的关系式,式中 c 为光速,(即光波相速度)。λ和 v 分别
表示波长和频率,所以从光子的能量( E hv )和动量( p h )这些粒子性质去求波长λ和频 率 v 只需要一个关系式(即 c
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引言
当前,在国内大学物理教学和大学物理教材中我们发现在对德布罗意波有关概念的理解
上存在一些误解,作者认为这些概念问题必须给予一个简明而正确的阐述,以提高大学物理教 学质量。下面就具体地来进行讨论。
2 光子不是实物粒子，光波是电磁波
1924 年，路易·德布罗意（L.de Broglie）在提交巴黎大学的博士论文中,大胆地提出了 存在实物粒子波的假设，之后，德布罗意波的假设被实验明确无误地证实。五年后，德布罗 意因此而获得了诺贝尔物理学奖[1]。这里，德布罗意讲的实物粒子是指电子、中子等静止质 量不为零的微观粒子。而光子的静止质量等于零，它不是实物粒子，光是电磁波。光的波粒 二象性是属于电磁辐射的波粒二象性，在某些情况下，它的行为象波（电磁波） ，而在另一 些情况，它的行为则象粒子（光子） 。现在我们在一些教材中会看到诸如“光子和电子的德 布罗意波长等于多少”之类的话，这就在概念上大错特错了。光子既然不是实物粒子，故它 根本不存在德布罗意波，它是货真价实的电磁波。
（1）
于是求得德布罗意波相应的相速度 u p 为
u p v (
h mc 2 c2 )( ) mu h u
（2）
由于实物粒子的运动速度 u 是小于光速的，即 u c 于是得出与德布罗意波相应的相速 度 u p 大于光速 c 的结果，即 u p c 。 我们再确定与德布罗意波 根据群速度 u g 的定义式
h h 相应的波的群速度。 p mu
ug
再将（1）式中 v 的结果代入（3）式得
dv d(1 )
（3）
mc 2 ) dv h c2 d m ug p dp d(1 ) d( ) h d(
2 4 我们对相对论中能量和动量的关系式 m 2 c 4 p 2 c 2 m0 c 两边进行微分，可得
c2m d m p d p
于是可得群速度 u g
（4）
p d m ( m) d p p ug c u dp dp m
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由此可见，实物粒子的德布罗意波的相应群速度 u g 等于实物粒子的运动速度 u 。
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实物粒子的运动速度与德布罗意波的相速度和群速度之间联系的物理意义
在量子力学的理论中， 一个微观实物粒子是用与之相联系的由无数平面波叠加而成的一
关于德布罗意波的几个概念问题
倪小静 1
（浙江树人大学基础部，浙江 杭州，310015） 摘 要： 文章强调了光子不是实物粒子,对于德布罗意波 c 关键词： 德布罗意波 实物粒子 光子 相速度
v 是不适用的,简明推导了实物粒子的运
动速度与德布罗意波的相速度和群速度之间的关系,阐述了它们之间相互联系的物理意义。
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作者简介：倪小静（1969—） ，女，浙江淳安人，浙江树人大学基础部物理学讲师，主要从事物理理论和 物理实验教学与研究。
速度，下面我们分别加以详细讨论。 我们先确定与德布罗意波长 根据相对论的质能关系式得
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h h 相应的波的相速度。 p mu
E mc 2 hv
或
v
mc 2 h